Page 22 - 理化检验-物理分册2018第四期

白 涛, 等: 三类内应力之间的关系及其对疲劳的作用

的高周疲劳强度, 却不利于构件的低周疲劳强度, 会
使其疲劳寿命下降.
如果微观应力仅是 III类应力, 只与晶粒度和
位错密度相关, 在高周疲劳条件下, 谱线宽化即硬度
增加, 故其对构件疲劳强度是有利的.但II类应力
的分散度也影响谱线宽度, 疲劳破坏从最薄弱处萌
生, 谱线越宽, 分散度越大, 使疲劳损伤的概率上升.
这样谱线宽化就不能看成都是正面效应了.
综上, 对三类应力进行归纳, 着重于明确两类微
图 １７ 疲劳裂纹扩展速率变化曲线
观应力的不同含义, 如表 １ 所示.
Fi g 敭１７ Velocit y variationcurveoffati g uecrackg rowth
表 １ 三类内应力的比较
Tab敭１ Com p arisonofthreet yp esofinternalstresses
宏观应力 / 微观应力
项目
残余应力 微区应力 点阵畸变
分类 I类 II类 III类
尺度 零件 晶粒 原子
弹性模量 杨氏模量 模型计算 －
表述 应力 应力 应变
测定 定量 定量 定性
图 １８ 夹杂物附近的应力分布
Fi g 敭１８ Stressdistributionclosetotheinclusion 对疲劳的作用
级 [ １０ ] .即使成分均匀的单相合金, 只要有晶界, 其
影响变形 有 有 无
微观应力也有很大的波动幅度, 如图 １９ ( 图中 Ⅰ~
Ⅴ 分别表示 ５ 个不同取向的晶粒) 所示 [ １１ ] .
３ 结束语
阐明三类应力之间的关系以及各自对疲劳的作

用有助于理解以下两个方面的问题.
( １ )半高宽与分散度有关, 不能等同于硬度.
( ２ )微观应力的值可能接近于宏观应力, 对疲

劳早期的微裂纹扩展有重要影响.
参考文献:

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图 １９ 单相镍基合金的应力分布
[ ３ ] SALVATI E , LUNT A J G , YING S , et al．
Fi g 敭１９ Thestressdistributionofsin g le p hasenickelＧbaseallo y
Ei g enstrainreconstruction ofresidualstrainsinan
a microstressdistribution b g rainmor p holo gy
additivel y manufactured and shot p eened nickel
２．３ III类应力对疲劳的作用
su p erallo ycom p ressorblade [ J ] ．Com p uter Methods
III类应力既是畸变, 又属标量, 不能与应力矢 in A pp lied Mechanicsand En g ineerin g , ２０１７ , ３２０ :
量叠加.残余压应力无论是I类或II类都对疲劳起 ３３５Ｇ３５１．
正面作用, 即提高疲劳强度. III类应力的作用表现 [ ４ ] 王仁智, 李向斌, 殷源发, 等 ． 金属材料表面喷丸应变
在材料强度上, 形变强化后的材料是以韧性换取强 层内组织结构的研究[ J ] ． 航空材料, １９８１ ( １ ): ３０Ｇ３８ ,
度的, 即强度增加, 韧性下降.相应地这有利于构件 １０１Ｇ１０２． ( 下转第 ２７５ 页)
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