靖 雅，钟 飞，苑光健，曹 贤，王润梓，周帼彦，张显程

(华东理工大学，承压系统与安全教育部重点实验室，上海 200237)

0 引 言

镍基合金GH4169由于强度高，蠕变性能、疲劳性能和耐腐蚀性能良好，在航空发动机涡轮盘上得到了广泛应用[1-2]。然而，强度和抗疲劳性能的提高也可能提高缺口对疲劳载荷的敏感性[3]，导致缺口对疲劳寿命产生很大的影响。缺口效应主要在两个方面影响疲劳寿命：一方面，应力集中容易出现在缺口根部。AN等[4]研究了应力集中对钢的缺口疲劳行为的影响，认为应力集中严重影响疲劳性能，随着应力集中的增强，失效循环次数明显减少；HUANG等[5]也发现含缺口镍基合金的应力集中导致其疲劳寿命显著降低，并且U形切口平板比O形切口平板具有更高的疲劳强度。另一方面，缺口附近的晶粒取向对疲劳行为影响很大。不同的晶粒取向会导致滑移面上的临界剪应力不同，疲劳裂纹容易在高临界剪应力处萌生[6]，从而影响疲劳寿命。因此，含缺口材料的疲劳寿命敏感性较高。这就有必要通过介观尺度的晶体塑性模型，综合考虑缺口尺寸和局部晶粒取向的影响，对疲劳寿命进行更深入的分析。

随着数值模拟技术的发展，基于显微组织对局部损伤和裂纹扩展行为的模拟研究逐渐增多[7]。在晶粒尺度上的力学行为评估通常利用晶体塑性理论嵌入有限元获得应力应变演变而进行[8]。这种方法可以有效地预测微观力学行为。与传统的宏观均匀化模型预测方法相比，晶体塑性有限元法可以更好地预测局部应力应变场，从而更有效地预测裂纹萌生寿命。……