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LZ50车轴钢的疲劳起裂阈值及强度
  • ISSN号:1001-8360
  • 期刊名称:《铁道学报》
  • 时间:0
  • 分类:U270.4[机械工程—车辆工程;交通运输工程—载运工具运用工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031, [2]中国铁道科学研究院金属与化学研究所,北京100081
  • 相关基金:国家自然科学基金(50575189)
中文摘要:

应用复型技术和逆序观测法对LZ50车轴钢光滑试样的早期疲劳短裂纹扩展行为进行试验研究。根据有效短裂纹理论,采用当量I型主导有效短裂纹的概念描述材料群体疲劳短裂纹萌生、扩展的规律,利用最大微观结构障碍的概念推导该材料的疲劳起裂阈值及疲劳强度。研究结果如下:每个试样的有效短裂纹起源于试样表面的某些铁素体,这些裂纹萌生和扩展过程具有强烈的随机多裂纹特征;由于受最大微观组织障碍的约束,当量I型主导有效短裂纹的扩展率具有初期下降和后期上升的特征;疲劳短裂纹的起裂阈值与最低扩展率和最大材料微观组织障碍相关,其值为1.973 76MPa.m0.5;起裂阈值所对应的疲劳强度具有随表面缺陷当量尺寸的增加而下降的特点,当尺度大于50μm时,疲劳强度低于常规疲劳极限。

英文摘要:

Early propagation behavior of short fatigue cracks on small smooth specimens of railway LZ50 axle steel was experimentally studied with the replicating technique and reverse observation technique. The initia- tion and propagation of collective short fatigue cracks were described in terms of the concept of equivalent type I dominant crack in effective short fatigue cracks according to the effective short fatigue theory. And the fatigue cracking threshold and corresponding strength of the material were deduced in consistency with the maximum micro-structural barrier capacity of the material. The research results reveal as follows: The effective short fa- tigue cracks of all specimens originate from the weakest surface ferrites, and their processes of initiation and propagation are strongly subjected to a random multi-cracks system; because of the maximum micro-structural barrier effect, growth rates of the equivalent cracks are characterized by early-stage descending and later-stage ascending; the deduced fatigue cracking threshold corresponding to the maximum micro-structural barrier is 1. 973 76 MPa·m0.5 ; the fatigue strength corresponding to this threshold tends to decrease with increase of the equivalent crack size, and this strength will be lower than the conventional fatigue limit when the material has a surface defect with an equivalent crack size over 50μm.

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期刊信息
  • 《铁道学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国铁道学会
  • 主编:王德
  • 地址:北京复兴路10号中国铁道学会
  • 邮编:100844
  • 邮箱:tdxb@vip.163.com
  • 电话:010-51848021 51873116
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-8360
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2104/U
  • 邮发代号:2-308
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊,百种中国杰出学术期刊,中国科协第一、二届优秀学术期刊,入选学位与研究生教育中文重要期刊目录,中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17030