超声高频载荷下的热声疲劳特性研究

超声疲劳实验技术是研究材料及构件超长疲劳性能的有效方法，热耗散现象是超声疲劳实验条件下材料疲劳损伤的特征表现。研究超声疲劳实验条件下材料的热声疲劳特性，对抓住结构材料的超高周疲劳损伤的实质，揭示热耗散与结构材料疲劳损伤关系机理，具有重要的科学意义。本项研究采用红外热成像技术检测超声疲劳过程中材料的温度演变和局域温度场的变化，通过分析材料疲劳损伤过程中温度的演化规律以及局域微裂纹处温度场的变化，阐明超声疲劳载荷下的热耗散机制，揭示材料温度演化规律与超高周疲劳损伤以及局域微裂纹扩展与温度场之间的关系，建立基于热耗散理论的超高周疲劳寿命模型，发展出一种面向材料微裂纹扩展与损伤演变过程检测与分析的无损检测手段，为材料超长疲劳寿命预测和关键构件的抗疲劳设计提供新的思路和理论依据。