基于堆焊成形钛合金高周疲劳实验数据的R-S-N模型

针对应力比对疲劳寿命影响的问题, 以TC18钛合金堆焊成形(利用多层堆焊的方法制备)试样为研究对象, 进行了3种应力比(R=0.5、R=0.06、R=-1)的疲劳实验, 得出相应的疲劳极限, 应用“应力幅值寿命模型”和“三参数寿命模型”得到6条S-N曲线。根据裂纹扩展速率与疲劳寿命的积分关系, 以两种疲劳寿命数学模型为基础, 系统地研究了应力比(R)与疲劳寿命曲线(S-N)的关系, 提出了考虑应力比的疲劳寿命(R-S-N)数学模型。根据本文提出的修正公式, 建立了适用TC18钛合金堆焊成形材料的两种R-S-N数学模型, 结果表明: 用应力幅值寿命模型可对中等疲劳寿命区进行准确的预测, 而三参数寿命模型更适合中长寿命区域的预测。提出的两种R-S-N数学模型与实验值吻合良好, 并可在工程上预测任意应力比下的疲劳寿命曲线