对流和辐射换热对金属高周疲劳能量耗散估计的影响

摘要：

疲劳断裂是引起工程结构和构件失效的主要原因.传统疲劳性能预测方法存在周期长和经济成本高等缺点,基于红外热像法的金属高周疲劳性能快速评估受到广泛关注.在金属高周疲劳试验中,引起试样温升的不可逆能量耗散作为红外热像法中的关键指标,其估计值的精度决定了疲劳性能评估的准确性.基于红外热像法提出一种金属高周疲劳过程中的能量耗散估计方法,根据传热学理论引入自然对流和辐射热阻,并通过数值模拟和试验来验证方法的正确性和精度.研究发现,在高周疲劳试验过程中进行能量耗散估计时,自然对流和辐射造成的热损失占比较大,均不可直接忽略.与文献中同样考虑了对流和辐射效应的温降方法进行对比发现,温降方法适用于局部能量耗散的估计,且对时间非常敏感,估计结果不够稳定;而所提方法更适用于光滑平板试样的疲劳试验,且流程简单,结果稳定可靠,便于工程实际中的应用.

关键词：红外热像法;能量耗散;高周疲劳;对流和辐射换热

所属期刊栏目：57

分类号：O346(固体力学)

资助基金：大连理工大学工业装备结构分析实验室开放课题资助项目GZ19107

在线出版日期：2021-09-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：187-195