第
44
卷第
2
期
2012
年
3
月
四川大学学报(工程科学版)
JOURNAL
OF
SICHUAN
UNIVERSITY
(ENGINEERING
SCIENCE
EDl
TION)
文章编号:
1
∞
9-3087
(2012
)
02..()1
76"()6
AZ91E
圄
T6
镶合金平均应力松弛的本构描述
及其在疲劳寿命预测中的应用
廖 异，曾祥国，陈华燕，王清远，文
IJ
卫国
(四川大
学建筑与
环境学院，四川成都
610065
)
Vo
l.
44
No.2
Mar.
2012
摘要:针对在低应变幅
(
ð.
el2
=
O
.
∞
3
，
0
.
00
日，应变比
R
=
cmm/e
mox
=
0
的循环加载过程中，平均应力松弛对
AZ91E-T6
镇合金疲劳寿命影响较大的实验现象，采用
Chaboche
本构模型对平均应力松弛过程进行本构描述。推
导了
Chaboche
本构模型的增量形式，采用应变控制的加载方式，获得了
AZ91E-T6
筷合金材料的循环应力应变迟
滞曲线，并求得其稳态滞回环的平均应力，最后利用
Morrow
模型预测了
AZ91E-T6
续合金材料的疲劳寿命
。
通过
与已有实验数据的比较表明
:Chaboche
本构模型能较好地描述在应变控制条件下
.AZ9IE-
白续合金材料的循环平
均应力松弛行为，采用计算出的稳态滞回环平均应力结合
MOITOW
模型能够对疲劳寿命作出较准确的预测。
关键词
:AZ91E-T6
筷合金;应
变幅
;循环应力松弛
:Chaboche
本构模型;疲劳寿命
中图分类号
:TB31
文献标志码
:A
Constitu
tÎ
ve
Description
of
Mean
Stress
Relax
of
AZ91
E-
T6
岛
fagnesium
Alloy
and
Its
Application
in
Fatigue
Life
Prediction
LIAO
Yi.ZENG
Xi
α
ng-guo
，
CHEN
Huo-)on.
WANG
Qing-)"1IOn
,
LIU
Wei-gz
ω
(College
of
Arch'leclure
and
Environmenl
,
Sìchuan
Unìv.
,
C
hengdu
610065
.Chìna)
Abstract
: Aiming at the phenomenon that when
AZ91
E-
T6
magnesium alloy
is
subjected
to
cycl
ic
loading with strain ratio
R
=
e
m./
e
m
.,
=
0 and
low
strain amplitudes (
ð.
e
/2
=
O.
003
,
0.
005)
,
mean stress relax has a significant effect
on
the fatigue life
,
the Chaboche
constitutive model
was
employed
to
describe the cyclic mean stress relaxation behavior of
AZ91
E-
T6
magnesium alloy. The increment e-
quation of Chaboche
co
nstitutive model
was
derived
,
and the cyclic stress-strain hysteresis curve and
th
e mean stress of stable h
ys
teresis
loop
were
obtained under strain-controlled condition. The fatigue life of the material
was
predicted. combining the mean stress of stable
hysteresis loop obtained
by
Chaboche constitutive model and Morrow' s equation. Numerical results and
expe
口
mental
values
was
com-
pared.
It
was
shown that Chaboche constitutive model can describe cyclic mean stress relaxation behavior of AZ91E-T6 magnesium alloy
and combining
th
e calculated mean stress of stable
hy
steresis loop and Morrow' s equation can predict the fatigue life of this material ac-
curately.
Key
words:
AZ91
E-
T6
magnesium alloy: strain amplitude; cyclic stress relax; Chaboche constitutive
mod
e
l;
fatigue life
续合金作为一种比强度高的新型结构材料，以
其显著的减重节能效果、优良的降震吸噪能力和良
好的生产工艺性能引起了汽车、航空航天、轮船制造
等行业的广泛关注
[1
-3J
。但是铸造模合金结构件表
面粗糙，并且在铸造过程中产生大量残余应力，复杂
收稿日期
:2011
-
10
-14
基金项目:教育部创新团队计划资助项
目
(I
TR
I0
27)
;四川大学
青年教师科研启动基金资助项目
(2011
scu11095)
作者简介:廖
异
(
1983-
)
.男，博士生.
研究方向
:工程材料
的
本构关系
E-mail:
liaoyd9830512@163.c
om
工
作条件下容易产生疲劳裂纹并加剧扩展，抗疲劳、
蠕变性能较差
[
4
]
。
随着承受交变荷载的镜合金构
件越来越多的使用，研究镜合金疲劳特性对于航空
航天，交通等行业的安全运营起着至关重要的作
用
[5
-6
]
0
Goodenberger
等
[
7
]
通过不同应变比下的疲
劳实验研究发现在应变控制条件下，
AZ91ιT6
楼合
金表现出循环平均应力松弛现象，当循环周次低于
10
3
次，应变幅高于
0.5%
时，不同应变比
R
的实验
数据几乎在一条直线上，平均应力松弛行为对疲劳
寿命没有影响，而在低应变幅，疲劳寿命较高时，拉
伸平均应力
(R
=
0
)对疲劳寿命产生了不利影响。
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