基于冲击功离散性的曲轴早期疲劳失效评估方法

作     者：李向哲 梁刚 郑小梅 徐聪聪 许金泉 LI Xiangzhe;LIANG Gang;ZHENG Xiaomei;XU Congcong;XU Jinquan

作者机构：上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 中国船舶集团有限公司第七一一研究所上海201108 北京航空工程技术研究中心北京100076 

出 版 物：《上海交通大学学报》 (Journal of Shanghai Jiaotong University)

年 卷 期：2025年第59卷第1期

页      面：111-120页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080102[工学-固体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(11772189) 国家重大科技专项(J2019-IV-0008-0076)资助项目 

主　　题：早期疲劳失效 离散性 冲击功 疲劳极限 可靠性 

摘      要：考虑实际材料强度寿命特性的离散性,提出了一种用于评估曲轴早期疲劳失效的方法.材料强度寿命离散性的微观机理在于材料内部的微观组织结构(包括微观缺陷)分布的不均匀性,这可以用初始损伤的概率分布来统一表征.同种牌号的合金,其强度寿命特性的中值基本一致,但离散范围则会有很大差别,必须通过足够的取样试验才能确定.对于由34CrNi3MoA合金制成的某柴油发动机曲轴锻件,由冲击取样试验的冲击功离散性估算了疲劳极限的离散性,由结构疲劳试验确定了疲劳极限概率分布的均值.传统设计手册所推荐的安全系数只是暗中假定了材料的某种离散性,本研究给出考虑材料实际离散性的安全系数与可靠性间的定量关系.当实际使用的材料不满足规定的可靠性要求时,曲轴就易发生早期疲劳失效.