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　　方管為研究對象,從拉伸和疲勞性能的角度入手,研究扭轉(zhuǎn)預(yù)應(yīng)變后材料的力學性能及高、低周疲勞性能。為此,本文專門設(shè)計了拉伸和扭轉(zhuǎn)、疲勞和扭轉(zhuǎn)兩用的試樣,通過預(yù)扭轉(zhuǎn)不同的角度和預(yù)拉伸不同的應(yīng)變,系統(tǒng)研究方管在預(yù)拉伸強化和預(yù)扭轉(zhuǎn)強化后的力學性能及扭轉(zhuǎn)預(yù)應(yīng)變下低周及高周的疲勞性能,重點分析了扭轉(zhuǎn)預(yù)應(yīng)變后方管的拉伸性能、疲勞極限、S-N曲線、循環(huán)硬化軟化特性、滯后回線、塑性應(yīng)變能及循環(huán)彈性模量的變化規(guī)律,并對高周及低周疲勞試驗的斷口進行了掃描電鏡分析,得到如下主要結(jié)論：

　　(1)方管試件在拉伸和扭轉(zhuǎn)試驗中都沒有明顯的屈服平臺;扭轉(zhuǎn)預(yù)應(yīng)變可以提高方管試件拉伸時的屈服強度和抗拉強度,而降低了試件的拉伸應(yīng)變硬化指數(shù)和強度系數(shù);預(yù)拉伸強化可以提高方管試件扭轉(zhuǎn)時的剪切屈服強度,但對剪切強度極限的影響很小

　　(2)通過升降法測得預(yù)扭轉(zhuǎn)0、3π/4、7π/4時方管高周疲勞極限分別為321.6MPa、308.12MPa、294.90MPa;在相同的循環(huán)應(yīng)力幅作用下,有預(yù)扭轉(zhuǎn)角試件的疲勞壽命明顯比沒有預(yù)扭轉(zhuǎn)角試件的疲勞壽命低,且預(yù)扭轉(zhuǎn)角越大,相應(yīng)的疲勞壽命越低。

　　(3)預(yù)扭轉(zhuǎn)0、π/4、3π/4、5π/4時方管低周疲勞試件均表現(xiàn)出循環(huán)軟化現(xiàn)象且循環(huán)軟化規(guī)律及衰減的程度基本相同;試件經(jīng)預(yù)扭轉(zhuǎn)強化后出現(xiàn)了加工硬化,其應(yīng)力應(yīng)變滯后回線中加卸載曲線間的寬度隨著預(yù)扭轉(zhuǎn)角的增大而減小,即在疲勞循環(huán)中塑性應(yīng)變的范圍在減小;試件的循環(huán)彈性模量都隨著疲勞循環(huán)次數(shù)的增加而逐漸降低,且隨著預(yù)扭轉(zhuǎn)角的增大,疲勞試件的循環(huán)彈性模量衰減趨勢減緩,降低的幅度也在減小;而塑性應(yīng)變能都隨著疲勞循環(huán)次數(shù)的增大而增加,且隨著預(yù)扭轉(zhuǎn)角的增大,塑性應(yīng)變能下降的幅度在增加。

　　(4)方管高周及低周疲勞裂紋都萌生于試件的表面且裂紋源區(qū)的斷面比較光亮平坦,在裂紋擴展區(qū)中都有大量的二次裂紋產(chǎn)生;預(yù)扭轉(zhuǎn)試件的疲勞臺階高度要比沒有預(yù)扭轉(zhuǎn)試件的疲勞臺階高度要高,且隨著預(yù)扭轉(zhuǎn)角的增大而增高;高、低周疲勞斷口瞬斷區(qū)具有明顯的韌窩形貌和二次裂紋及開裂現(xiàn)象。