《高强合金超高周疲劳裂纹萌生特征区机理与模型》
奖项:中国力学学会自然科学二等奖
超高周疲劳是固体力学疲劳分支学科的新领域,其颠覆了107周次的传统疲劳极限概念。飞机、高铁、核电等的关键结构,亟需超高周疲劳的理论和方法来确保直至1011 周次的安全服役寿命。
该成果创立了超高周疲劳特征区新理论,首次提出了超高周疲劳特征区新概念及其物理模型(NCP, Numerous Cyclic Pressing),给出了高强合金超高周疲劳裂纹萌生区的应力强度因子幅阈值为伯格斯矢量和剪切模量的函数,发现裂纹萌生特征区为纳米晶层,提出了裂纹面相互作用的NCP模型解释其形成机理。NCP概念颠覆了已有超高周疲劳裂纹萌生模型,并被国内外一系列研究结果证实。此外,揭示了应力比、加载频率和环境介质对超高周疲劳特征区行为的影响规律,并建立了超高周疲劳裂纹萌生模式竞争模型和疲劳寿命预测模型。
该成果发展了超高周疲劳的科学理论体系,完成人受邀10余次在重要国际会议大会报告,成果论文被广泛引用,引领了国际超高周疲劳研究的新发展。
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