田玉杰， 尚德广， 陈 宏， 刘建中

(1.北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，北京100124;2.北京航空材料研究院，北京100095)

钛及钛合金相对于其他金属材料具有密度低、比强度高、耐腐蚀性能好等优点，因此逐渐被广泛应用于各个工业领域，尤其在航空工业中的应用范围越来越广［1］。TC21钛合金是为了满足航空飞行器要求而研制的高强韧新型钛合金，因此在航空领域应用中具有重要地位。

工程部件由于结构复杂或同时承受多个方向上的交变载荷，通常呈现三维应力应变状态，容易产生疲劳破坏［2］，从而造成重大安全事故。目前对钛合金单轴疲劳特性［3～8］和微观方面的研究［9～11］已经较为成熟，而多轴疲劳特性方面的研究［12］相对较少。在变幅疲劳方面，有诸多学者对于单轴变幅载荷的高低载荷加载顺序对疲劳寿命的影响进行了研究。蒋小松等人［13］研究了单轴恒、变幅载荷对于疲劳寿命的影响，并且从微观角度给予了解释。颜鸣皋等人［14］在变幅载荷下对几种飞机结构材料的疲劳裂纹扩展行为及其寿命预测方法进行了评述，并报道了铝和钛合金在不同类型超载下的迟滞效应与扩展机制。在金属多轴变幅疲劳特性方面，Shang等人［15］研究了GH4169合金在多轴变幅载荷下的高温特性，并发现在拉伸和扭转方向上有不同的软硬化特性。有学者着手对恒幅单轴和低周下TC21钛合金的特性进行研究［1，9］，而对于TC21钛合金在变幅载荷下的研究较少，本工作研究了TC21钛合金多轴载荷下疲劳特性和多轴变幅载荷下的疲劳性能。……