《表2 不同孔位下试件的剩余疲劳寿命》

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《弯曲荷载作用下平板贯穿裂纹钻孔止裂试验研究》

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止裂孔的作用在于延缓裂纹扩展，增加试件的剩余疲劳寿命。采用试件SJ2-1～SJ2-4来研究止裂孔孔位对试件剩余寿命的影响，止裂孔孔径为8mm，增加的疲劳寿命为钻孔后至新裂纹萌生所需的荷载循环次数。因裂纹萌生较难观测与确定，根据距离裂纹尖端或止裂孔外边缘1mm的应变片来确定裂纹是否萌生，并记录裂纹扩展至5mm、10mm及15mm对应的荷载循环次数，以疲劳寿命增值来评价孔位对试件剩余疲劳寿命的影响，如表2所示。钻孔止裂可以增加试件的疲劳寿命，止裂孔位于0～1.0 D时，疲劳寿命增值处于同一数量级，且随着孔位距离的增加，剩余疲劳寿命也逐渐增加。这是因为当孔位为0时，若塑性区域面积较大，止裂孔外侧可能存在残留塑性区；当孔位增大至0.5 D时，裂纹尖端与止裂孔边缘相交，止裂孔可以较完全地去除裂纹扩展方向的塑性区域；当孔位为1.0 D时，止裂孔并未去除裂纹尖端及其周围的塑性区域，裂纹会继续扩展至与止裂孔相交，增加的疲劳寿命为裂纹扩展至与止裂孔相交与新裂纹萌生所需的荷载循环次数之和；当孔位为2.0 D时，荷载循环1 000万次未萌生出新的疲劳裂纹，疲劳寿命增值最多，但考虑到止裂孔与裂纹尖端距离较远时，若裂纹向其它方向扩展，可能导致裂纹无法与止裂孔相交，止裂孔失效。建议止裂孔位于0.5 D～1.0 D之间，既能较好地延长试件的剩余疲劳寿命，又能保证裂纹与止裂孔相交，避免止裂孔失效。