I-II复合型CTS试样疲劳裂纹扩展研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述 1.1 课题背景及研究意义 钛具有密度小、比强度大、耐腐蚀性能好等优良特点，常用于航空航天、冶金、化工、 海洋、医疗等领域。

目前国内外对钛材性能的研究集中于运用到航天工业的钛合金上，虽 然钛材在工业上的应用不断增加，但对工业纯钛的研究还较少[1,2]。

在化工石化行业中， 用钛作为容器的材料，不仅极大地减轻了设备自身的重量，还减少了开车停车的次数，降 低了生产成本，故钛在化工设备中应用较为广泛[3]。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.1 研究内容 本课题以工业纯钛为对象，通过试验研究工业纯钛 i-ii 复合型 cts 试样疲劳裂纹扩 展行为及其压载荷效应，讨论不同载荷形式、载荷比、最大应力强度因子、裂纹倾角等 对疲劳裂纹扩展速率、启裂角及扩展路径的影响探究应力强度因子 ki、kii在 i-ii 复合型 裂纹扩展过程中的贡献。

同时结合疲劳裂纹扩展断口的微观观察，探究 i-ii 复合型疲劳 裂纹扩展机理及压载荷效应对裂纹扩展的影响。

2.1 研究方法 （1）查阅什么什么方面的文献，了解课题背景及意义等； （2）制定试验方案及拟定操作流程； （3）在材料拉扭试验机 mts809 机器上开展 i-ii 复合型疲劳裂纹扩展试验，选用适用 于含压载荷条件的 cts 试样，进行压载荷效应的研究； （4）通过 matchid dic 设备拍摄裂纹长度，进行疲劳裂纹的测量与路径的处理； （5）运用 abaqus 有限元软件，建立相应的有限元模型，计算应力强度因子，拟合疲 劳裂纹扩展速率曲线； （6）拍摄试样断口相片，分析微观断口形貌，研究含压载荷 i-ii 复合型疲劳裂纹扩展 机理。