Study on evaluation method of distribution of fatigue lives of defect-sensitive materials

缺陷敏感材料疲劳寿命分布评价方法研究

• 批准号: 23560083
• 负责人: ISHIHARA Sotomi
• 金额: $ 3.16万
• 依托单位: University of Toyama
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23560083/
• 关键词: 疲労; 信頼性; 機械・材料; 極値統計学

Fatigue tests under different R ratios were conducted using an extruded Mg alloy. In order to estimate the maximum inclusion area within the dangerous section of the specimen, the extreme-value statistics proposed by Gumbel was utilized. An initial crack length can be estimated by using the distribution of the extreme-value of the inclusion areas with an assumption that inclusion is equivalent to the crack. To analyze the small fatigue crack propagation behavior, a modified linear elastic fracture mechanics parameter, M proposed by McEvily et al was used. The relationship between the crack propagation rate da/dN and M parameter was found to be appropriate in predicting the fatigue lives under different R ratios. Moreover, the distribution of fatigue lives can also be predicted with Monte-Carlo simulation using the distribution of the extreme-value distribution of the inclusion areas and M parameter. The estimated results were in good agreement with the experimental ones.

采用挤压镁合金进行了不同R比下的疲劳试验。利用Gumbel提出的极值统计方法，估算了试样危险截面内的最大夹杂物面积。利用夹杂物面积极值的分布，并假设夹杂物与裂纹等效，可以估算裂纹的初始长度。为了分析小裂纹疲劳扩展行为，使用了McEvily等人提出的修正的线弹性断裂力学参数M。发现裂纹扩展速率da/dN与M参数之间的关系适合于预测不同R比下的疲劳寿命。利用夹杂物面积的极值分布和M参数的分布，还可以用蒙特-卡罗模拟方法预测疲劳寿命的分布。计算结果与实验结果吻合较好。

项目成果

Experimental and Numerical Simulation Study of Plasticity- induced and Roughness- induced Fatigue Crack Closure

塑性和粗糙性疲劳裂纹闭合的实验与数值模拟研究

• DOI: 10.4028/www.scientific.net/amr.891-892.307
• 发表时间: 2014
• 期刊: Advanced Materials Research
• 作者: Kenichi MASUDA;Sotomi ISHIHARA,Yuya SUGAI and Arthur J. McEVILY
• 通讯作者: Sotomi ISHIHARA,Yuya SUGAI and Arthur J. McEVILY

極値統計学に基づく高速度鋼の疲労寿命分布特性の評価

基于极值统计的高速钢疲劳寿命分布特征评价

• 发表时间: 2012
• 作者: 鈴木 利明;佐藤春実;北濱康孝;新蕾;伊藤 民武;シャオシャ ハン;リリアン ボコブザ;尾崎幸洋;Takuya Uehara;北川翔，石原外美，五嶋孝仁，林宏次朗
• 通讯作者: 北川翔，石原外美，五嶋孝仁，林宏次朗

マグネシウム合金押出材のき裂進展挙動とき裂閉口に関する研究

镁合金挤压材裂纹扩展行为及裂纹闭合研究

• 发表时间: 2014
• 作者: Masaharu Kuroda;Hiroki Matsubuchi;増田健一，栩川佑樹，石原外美
• 通讯作者: 増田健一，栩川佑樹，石原外美

Evaluation of distribution of fatigue lives for the extruded magnesium alloy under different R ratios

不同R比下挤压镁合金疲劳寿命分布评价

• 发表时间: 2013
• 作者: Kenichi Masuda ;Sho Kitagawa and Sotomi Ishihara
• 通讯作者: Sho Kitagawa and Sotomi Ishihara

冷間工具鋼SKD11の疲労強度と表面及び内部き裂進展特性評価

冷作工具钢SKD11的疲劳强度及表面和内部裂纹扩展特性评价

• 发表时间: 2013
• 作者: 服部修次;周天虹;瞿超;塩野目貴稔，後藤浩之，高橋武志，金谷知之，飯塚博;Takuya Uehara;伊藤 民武;佐藤大輔，増田健一，小熊規泰，石原外美，櫛田孝隆，黒崎英一
• 通讯作者: 佐藤大輔，増田健一，小熊規泰，石原外美，櫛田孝隆，黒崎英一