郭 扬 邓海龙③ 刘 兵 于 欢③ 郭玉鹏

(①内蒙古工业大学机械工程学院，内蒙古 呼和浩特010051；②内蒙古工业大学材料科学及工程学院，内蒙古 呼和浩特010051；③内蒙古自治区先进制造技术重点实验室，内蒙古 呼和浩特010051)

随着现代工业的发展，零部件向轻量化-高可靠性方向发展，多数零件受到循环加载载荷影响，且实际加载次数远远大于107周次[1-3]。为了确保零部件在使用寿命内不会发生过早的疲劳破坏，需要对零部件进行疲劳寿命预测及先验寿命下疲劳残余寿命评估。

机械零件的疲劳失效通常是由表面缺陷/内部夹杂物诱发的，在形成初始裂纹后经过很少的循环次数就导致零件的疲劳断裂[4]，因此一些研究人员提出[5-6]可以从裂纹扩展的角度来评估零件的疲劳寿命。邓海龙等[7]提出了以细晶粒区作为小裂纹与长裂纹扩展行为的转换点时的小裂纹+长裂纹扩展疲劳寿命预测模型。李伟等[8]在考虑了门槛强度因子的基础上分别提出了针对内部/表面失效的裂纹扩展寿命模型。吕绪明[9]等验证了两参数模型能够合理地预测恒幅载荷下的裂纹扩展行为。Bang D J[10]等建立了基于双参数驱动力和裂纹扩展阈值的长短裂纹扩展模型。

在工作载荷作用下，零件会由于局部应力集中而产生初始微裂纹，随着微裂纹的扩展，零件的损伤不断增加，残余寿命不断减小，发生疲劳失效的概率不断上升。吕海波等[11]提出了一种元件疲劳可靠性的剩余强度模型，以剩余强度R与载荷S作为参量，分析了结构元件的疲劳可靠性。……