摘要: 疲劳问题严重威胁着现代工业设备的安全。据统计，在各类零部件断裂失效中，约有80%是由于疲劳破坏引起的。汽车发动机的零部件长期处于恶劣的工作环境。零部件承受着室温至300℃左右温度载荷的同时，还承受着机械载荷。零部件容易在应力集中处出现疲... 展开 疲劳问题严重威胁着现代工业设备的安全。据统计，在各类零部件断裂失效中，约有80%是由于疲劳破坏引起的。汽车发动机的零部件长期处于恶劣的工作环境。零部件承受着室温至300℃左右温度载荷的同时，还承受着机械载荷。零部件容易在应力集中处出现疲劳失效，导致发动机破坏，造成人员伤亡和经济损失。 热机械疲劳是一种机械载荷耦合温度载荷的低循环疲劳，更接近发动机高温部件所处的真实情况。因此对材料在热机械疲劳条件下的损伤和寿命预测方法研究具有重要的理论和工程实际意义。 本文对E319铸铝合金进行100℃和250℃拉伸试验。得到材料两种温度下的弹性模量和进入塑性的临界点应变值。 对E319铸铝合金进行100℃和250℃下的等温低周疲劳实验研究表明：相同温度下，应变幅越大，疲劳寿命越小。在相同的应变下，温度越高，疲劳寿命越低。对等温低周疲劳断口微观分析表明：疲劳源起始于材料表面的夹杂物、铸造孔洞处。 对E319铸铝合金同相位热机械疲劳实验研究表明：同相位热机械疲劳过程的循环应力-应变曲线呈不对称性，拉应力绝对值大于压应力绝对值。对热机械疲劳断口微观分析表明，热机械疲劳断裂分为裂纹萌生、稳态裂纹扩展和瞬间断裂三个阶段。热机械疲劳断口比等温低周疲劳断口粗糙，扩展区面积比等温低周疲劳大。 使用四种热机械疲劳寿命预测模型对E319铸铝合金的热机械疲劳寿命进行预测。研究表明：拉伸迟滞能模型(Ostergren)和三参数幂函数模型寿命预测结果都在2倍分散带内，预测结果较好，适合做为E319铸铝合金的热机械疲劳寿命预测模型。 收起