机械工程学报

作者：赵丙峰, 谢里阳, 李冲, 王博文, 秦波

单位：1. 东北大学机械工程与自动化学院 沈阳 110819;2. 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室 沈阳 110819

关键词：铝合金,粗糙度,应力集中,疲劳试验,场强法；

基金：国家自然科学基金资助项目（U1708255）。

为验证构件不同部位粗糙度影响的差异性，以某型铝合金为研究对象，采用疲劳试验与理论分析相结合的方法分析不同部位粗糙度组合下构件疲劳性能的差异。试验设计中，为区分不同部位粗糙度造成的影响，着重对试样角部、面部和曲面部做不同的表面处理，同时设计棒试样及两类厚度的板试样以说明试验结果的普适性，并在试验结果处理中通过观测试样的断口形貌定义面断裂（曲面断裂）与角断裂两种断裂形式。为进一步定量分析不同部位粗糙度影响差异性的大小，采用有限元软件分析不同部位微缺口附近的应力分布特性，另外，针对本研究的特殊性提出一种适用于微尺寸缺口处应力计算的改进场强法，并采用此方法分别计算试样表面各类微缺口处的有效破坏应力及有效应力集中系数。通过试验结果与理论计算结果对比发现，对于同样表面粗糙度的试样，不同部位微缺口处的有效应力集中系数存在显著差异，即角部微缺口处集中系数明显高于面部，这一结论反映到宏观上表现为试样边角处的粗糙度对试样疲劳性能的影响明显高于试样面部粗糙度的影响，因此传统方法中将两者做等同处理缺乏一定的合理性。

来源：2020年第2期

《机械工程学报》期刊编辑部

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