机械工程学报

作者：杨文平, 郭杏林, 赵延广

单位：1. 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室 大连 116024;2. 大连理工大学工程力学系 大连 116024

关键词：红外热像法,能量耗散,高周疲劳,对流和辐射换热；

基金：大连理工大学工业装备结构分析实验室开放课题资助项目（GZ19107）。

疲劳断裂是引起工程结构和构件失效的主要原因。传统疲劳性能预测方法存在周期长和经济成本高等缺点，基于红外热像法的金属高周疲劳性能快速评估受到广泛关注。在金属高周疲劳试验中，引起试样温升的不可逆能量耗散作为红外热像法中的关键指标，其估计值的精度决定了疲劳性能评估的准确性。基于红外热像法提出一种金属高周疲劳过程中的能量耗散估计方法，根据传热学理论引入自然对流和辐射热阻，并通过数值模拟和试验来验证方法的正确性和精度。研究发现，在高周疲劳试验过程中进行能量耗散估计时，自然对流和辐射造成的热损失占比较大，均不可直接忽略。与文献中同样考虑了对流和辐射效应的温降方法进行对比发现，温降方法适用于局部能量耗散的估计，且对时间非常敏感，估计结果不够稳定；而所提方法更适用于光滑平板试样的疲劳试验，且流程简单，结果稳定可靠，便于工程实际中的应用。

来源：2021年第10期

《机械工程学报》期刊编辑部

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