喷丸研究所需的理论基础及基本研究思路
喷丸研究所需的理论基础及基本研究思路
疲劳裂纹扩展理论；
1、Pairs公式以及疲劳裂纹扩展寿命预测公式；
（1）Paris公式，1960年前后，Pairs最先发现应力强度因子在疲劳裂纹扩展中起到关键性作用，并将结果发表在其论文中。
1963年，Pairs和Erdoga通过大量实验证明了疲劳裂纹扩展率da/dN和应力强度因子幅度K存在一定的函数关系。K是由交变应力最大值σmax和最小值σmin所计算的应力强度因子之差，即K=Kmax-Kmin。记录在交变载荷作用下每隔一定时刻的裂纹长度1及其对应的循环次数N1，将各瞬时的 1及（K）画在双对数坐标纸上，K通常在一定范围内都能画成一条直线，从而得到经验关系式：
=C（K）m
这便是有名的Paris公式，或称为疲劳裂纹扩展方程式，它是研究疲劳裂纹扩散的最基本和最重要的公式。式中。C和m是描述材料裂纹扩展性能的基本参数，通常由实验确定。
（2）疲劳裂纹扩展寿命预测；寿命的定义是原始裂纹长度0扩展到临界裂纹长度f的循环数，在计算时，临界长度f的确定非常重要。根据线弹性断裂判据有
式中，σmax---最大循环应力；
Kc---材料的断裂韧性；
f---是裂纹几何和载荷的函数，可由应力强度因子手册查得，对于无限大中心裂纹板，f=1.12。
上前计算疲劳寿命最为有效的计算手段是有限元算法，通过有限元方法计算得出应力强度因子幅度后，代入Paris公式通过积分可以估计疲劳寿命，即：
疲劳裂纹扩展的一般规律及影响因素；
1. 疲劳裂纹扩展的一般规律
I区通常称为近门槛值区，存在k的某一个下限值Kth，通常称之为疲劳裂纹扩展应力强度因子门槛值，临近Kth时，da/dN急据减小并趋于零值，当k小于Kth时裂纹不扩展，当k大于Kth时裂纹开始缓慢扩展。Kth受循环应力特征R的影响很大，保持R不变通过试验可以测得Kth。经过多年的发展，学者们以经推导出很多经验公式，研究者可以根据实际情况参考。
II区通常称为稳定扩展区，也是裂纹扩展的主要部分。
III区通常称为快速扩展区，它存在一个上限值KIc，这个通常称之为疲劳断裂韧度。在这一区域中，da/dN急速增加，裂纹扩展快，寿命段，一般用铅垂渐近线表示。此阶段裂纹扩展极快，在整个疲劳寿命中占的权重很小，可忽略不计。
