摘要：

增材制造技术作为一种新兴的制造工艺在制造复杂结构件和高强度金属构件方面具有独特的优势,其中激光熔化沉积(LMD)非常适合制造包括钛合金在内的大型金属构件.本文利用数字图象相关(DIC)技术,选取激光熔化沉积钛合金(TC11和TC21),研究了单峰过载对其疲劳裂纹扩展行为的影响.结果显示,高载对两种激光熔化沉积钛合金的裂纹扩展均具有延迟效应,且与超载比相关;疲劳裂纹扩展高载迟滞影响距离可以通过高载前后应变演化分析较好预测;高载对于裂纹尖端闭合效应具有重要影响,为疲劳裂纹扩展寿命预测提供了指导.此外,基于原位试验技术,开展了高载对激光熔化沉积钛合金(TC11和TC18)裂纹尖端位移场和应变场的影响研究.结果显示,在恒幅疲劳载荷下,激光熔化沉积工艺形成的热影响带(HAB)以及柱状晶,等轴晶等不同宏观组织的塑性的差异造成了裂纹扩展速率的波动;在高载迟滞影响区域内,裂纹尖端闭合水平及疲劳循环载荷对应的裂纹尖端张开位移(CTOD)回环受高载影响也有较大的变化,二者均可以较好地作为断裂力学参量来表征高载作用下的裂纹扩展迟滞行为.

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