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本文对４５钢光滑试样疲劳短裂纹的形成和扩展进行了试验，利用复型技术和光学显微镜观测了裂纹尺寸演化全过程．发现疲劳短裂纹形成寿命小于失效寿命的１０％．根据裂纹的扩展速度将短裂纹形成分成微观短裂纹和物理短裂纹两个阶段，给出了区分两种短裂纹的裂纹特征尺寸值和两种短裂纹的扩展速度公式

用无搭接法强化40Cr钢局部应力集中部位后,研究对宏观疲劳裂纹萌生的影响.结果表明,在细晶强化、马氏体强化和残余压应力等微观强化机制作用下,40Cr钢的条件疲劳极限大幅度提高.强化后的疲劳规律表明激光局部强化在抗结构疲劳设计中的优势在于低应力高循环区域.强化层断口形貌特征为穿晶和沿晶断裂的混合断口

通过对4种碳钢和合金钢的低周疲劳实验,分析了它们的滞回能循环特性及其变化规律,并确定了具有不同循环特性的滞回能数学描述,在实验基础上,提出了疲劳失效的定义,建立了循环滞回能和总失效吸收能与失效寿命之间的实验关系式。讨论了疲劳损伤与滞回能之间关系。

利用能量作疲劳损伤基本参量,建立了疲劳损伤的能耗结构,在试验的基础上,围绕着疲劳损伤过程中的不可逆能耗分析,系统地研究了循环过程及循环内的疲劳损伤热能耗散变化规律,并寻找出疲劳过程中循环滞回能与有效能耗(储能)之间联系。

通过对低周疲劳过程中试样的自热温升红外测试,讨论了不同控制应变下,试样的温升变化规律及其表面的温度分布与循环数、控制应变水平及加载频率的关系。探讨了循环疲劳损伤与温升变化的对应关系及其能量变化规律。

用带有盲孔的16Mn钢小圆棒试样进行等幅加载的疲劳试验,研究盲孔边短裂纹的扩展。建立了短裂纹平均扩展速率、裂纹长和名义应力幅的表达式,分析考察了短裂纹扩展的统计规律,讨论了裂纹表面尺寸分布随疲劳循环数的演化情况。

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