陶春虎主任：金属材料的超高周疲劳及其实验研究

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　　如下为中航工业航材院航空材料检测研究中心陶春虎主任所作报告的精彩内容：

中航工业航材院航空材料检测研究中心陶春虎主任

报告题目：金属材料的超高周疲劳及其实验研究

　　陶春虎教授首先在报告中介绍到，按疲劳强度设计的许多零部件在远小于疲劳极限10⁷的应力下仍会发生疲劳破坏，这使得基于传统疲劳极限设计的零件，尤其是高速转动件很不安全，因此超高周疲劳损伤问题已经引起人们的广泛关注。工程上的疲劳分为低周疲劳、高周疲劳和超高周疲劳，而超高周疲劳则涉及失效特征、试验方法和试验设备、失效机理等方面。

　　随后，陶春虎教授对金属材料的超高周疲劳特征和疲劳失效机理进行了分析与总结，并指出，金属材料超高周疲劳失效基本特征是裂纹起源。一般情况下，传统高周疲劳的裂纹基本从表面萌生，除非试样亚表面存在较大的缺陷或试样表面经过了改性处理；而超周疲劳的裂纹则通常在试样亚表面萌生。其中，“鱼眼”特征的断口一般分为三个区域：光学黑区、平滑区域和粗糙区域。其中，光学黑区的形成相当于具备了试样表面能够形成累积疲劳损伤而发生常规疲劳损伤的条件。然后，陶春虎教授借用王仁智提出的理论和实验阐述了常规疲劳裂纹萌生与亚表面的过程，并分别就加载频率、加载方式和环境对金属材料超高周疲劳及试验机研究进行了详细介绍。

　　最后，陶春虎教授提出，超高周疲劳研究亟待解决的主要问题主要有：考虑到试验周期、实验频率的影响以及与实际 服役环境的一致性，应当研制具有1kHz-3kHz、能够实现弯曲加载的超高周疲劳试验机；整理和积累各种合金的疲劳实验数据，组建数据库，与传统高周疲劳实验数据进行对比分析，建立试验标准和适应于工程应用的数据处理和修正规范；明确裂纹萌生机理特别是超高疲劳过程裂纹由表面转入亚表面的转移和竞争机制，并尝试借助断口定量分析的手段裂纹早期扩展机制。

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