《表3 不同裂纹长度下的残余压应力场演化Tab.3 Residual compressive stress field evolution under different crack lengths》

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《低周疲劳下考虑累积塑性应变的裂纹板裂纹闭合效应研究》

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注:ΔU为闭合参数的相对增加量，ΔU>0时闭合效应减弱；σre（a）、σre（b）分别为裂纹扩展a、b时，裂尖后方沿裂纹面残余压应力的总和；Δεp为裂尖累积塑性应变相对增加值；Δσ为残余压应力相对增加值.

在应力比R=0的情况下，本文探究了在最小荷载下不同的裂纹扩展长度（Δa=0.6，1.2，1.8，4.5mm）的裂尖附近应力分布情况.结合图8及表3探讨了3种阶段下（初始阶段、稳定阶段、最后阶段）裂尖累积塑性应变与尾迹区残余压应力场之间的联系.如图8（a）所示，对处于初始阶段与稳定阶段下的裂纹扩展长度进行了比较，此阶段内裂尖累积塑性应变在不断减小后趋于平稳，但残余压应力场整体上是在增大，且相对增加量Δσ为54%，这与裂纹闭合参数减小、闭合效应增强的结果十分吻合.如图8（b）所示，对处于稳定阶段的裂纹扩展长度进行了比较，此阶段内累积塑性应变值趋于稳定，变化不明显，可以看出其所对应的残余压应力场也大致相似，相对增量仅为7.9%，对裂纹闭合效应影响不明显，裂纹闭合参数也趋于稳定.如图8（c）所示，对处于稳定阶段与最后阶段下的裂纹扩展长度进行了对比，此阶段内裂尖累积塑性应变不断增大，当增大到一定的程度时，裂尖后方的残余应力场会出现缓慢的减小，相对增量为-18%，这是导致后期裂纹闭合效应减弱的主要原因.从以上分析可知，尾迹区的残余压应力场能很好体现裂纹的闭合水平，当裂尖累积塑性应变不断增大时，会使裂尖后方残余压应力场降低，这主要是由于荷载循环过程中抵消掉了裂纹面的部分残余应力.