7075铝合金超声多轴疲劳断裂行为

作     者：韩广玲 黄志勇 王建 申杰斌 HAN Guang-ling;HUANG Zhi-yong;WANG Jian;SHEN Jie-bin

作者机构：四川大学空天科学与工程学院成都610065 四川大学建筑与环境学院成都610065 

出 版 物：《航空发动机》 (Aeroengine)

年 卷 期：2024年第50卷第4期

页      面：121-127页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(11872259)资助 

主　　题：7075铝合金 多轴疲劳 裂纹萌生 疲劳孔洞 鱼眼 航空发动机 

摘      要：针对航空发动机相关部件缺少铝合金7075-T6的超高周多轴疲劳S-N数据与疲劳断裂机制等相关数据问题,设计了新型超声多轴疲劳增幅杆和多轴疲劳试件,与超声换能器组成超声多轴疲劳设备,实现拉压和扭转应力的同时加载,获得了在109循环数范围内的超高周多轴疲劳S-N曲线。此外,在扫描电子显微镜(SEM)下观察多轴疲劳试件断口并进行分析。结果表明:当疲劳寿命处于高周(HCF)范围内时,多轴试件受到扭转应力的影响,裂纹从表面及次表面开始萌生,疲劳裂纹扩展路径上出现了大量的疲劳孔洞;在较大的裂纹尖端剪切力的高裂纹增长率影响下,疲劳孔洞在裂纹萌生点附近聚集。当疲劳寿命处于超高周(VHCF)范围时,裂纹萌生位置从表面逐步过渡到内部,内部裂纹萌生机制具有鱼眼特征,鱼眼中心出现的破碎颗粒起到应力集中点的作用,使裂纹从内部萌生。