机械工程学报

作者：杨冰, 黄勉, 周旻昊, 肖守讷, 阳光武, 朱涛

单位：1. 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室 成都 610031;2. 中航光电科技股份有限公司 洛阳 471003

关键词：LZ50钢,短裂纹,加载顺序,扩展率；

基金：国家自然科学基金(52375159)、四川省国际科技创新合作(2022YFH0075)和轨道交通运载系统全国重点实验室自主课题(2025RVL-T14)资助项目。

以铁道车辆车轴用LZ50钢为对象，开展不同加载顺序下的旋转弯曲试样疲劳复型试验。分别利用激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对复型膜和试样断口进行观测分析，结果表明，在高-低和低-高2种加载顺序下，短裂纹萌生与扩展的总体规律基本相同，即裂纹均萌生于铁素体晶界，且在裂纹扩展过程中均出现了两次较为明显的速率下降；在微观短裂纹阶段，微观结构障碍对裂纹扩展速率起主导作用；在物理短裂纹阶段，微观结构障碍影响逐渐减弱，裂纹扩展速率主要受载荷幅值影响，扩展速率随载荷幅值的增加而持续快速增加至试样断裂。在旋转弯曲载荷作用下，断口均呈现多疲劳裂纹源状态，但扩展区的形貌和瞬断区位置差异较大：高-低加载顺序下扩展区疲劳条带的间距比低-高加载试样断口的间距更窄，瞬断区韧窝数量更多。对短裂纹扩展率模型进行了修正，修正后的模型对不同加载顺序下试验结果具有良好的拟合效果，能够反映出微观组织结构和加载顺序对短裂纹疲劳行为的影响。

来源：2025年第12期

《机械工程学报》期刊编辑部

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