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孔洞、槽等宏观缺陷部位是导致材料疲劳断裂重要原因之一,由于缺陷本身以及周围缺陷的影响使得含有多重缺陷的材料常常无法达到预想的疲劳寿命,因此难以准确地对材料寿命进行评估。本文课题以高速列车上的A7N01P-T4铝合金为研究对象,通过钻孔引入多孔缺陷,研究含孔缺陷及多重孔缺陷的A7N01P-T4铝合金在室温无腐蚀介质环境下的疲劳裂纹萌生和扩展行为。本文主要研究含多重孔缺陷的A7N01P-T4铝合金在室温无腐蚀介质环境下疲劳萌生和扩展行为,并结合红外热像法和FKM方法预测多重孔缺陷下A7N01P-T4铝合金的疲劳寿命和强度。通过在GPS100数字化高频疲劳机上对应力比R=0.1的不同间距的孔缺陷试样和不同数量孔缺陷试样进行高周疲劳试验,发现S1/D2=1.2是相互作用增强的临界点,并通过面积参数(?)和间距影响系数α来表征多孔缺陷数量和孔间间距对疲劳的影响。通过体式显微镜和扫描电镜研究多孔缺陷裂纹萌生规律及萌生机理。结果发现含孔缺陷的A7N01P-T4铝合金由于很少有未溶粗大杂质相和硬脆第二相分布在晶界,裂纹萌生是由滑移带在试样表面造成“侵入”和“挤出”使表面形成非连续界面造成二次应力集中所致。当孔缺陷间距缩小时,侧孔周围应力场会逐渐升高,与中心孔周围应力场形成高应力区(相对于屈服强度),微裂纹会以概率增高形式侧孔表面萌生。对不同孔缺陷分布试样进行裂纹扩展试验,结果表明孔缺陷本身会钝化裂纹尖端使裂纹传播到孔缺陷中的应力强度因子下降。由于裂纹总是沿着最小阻力的方向扩展,孔缺陷周围应力场梯度对裂纹扩展有促进和“导向”作用,结合试验结果,孔缺陷对于裂纹扩展的影响以阻碍裂纹扩展为主。孔间间距对裂纹扩展的作用小于裂纹遇到孔缺陷时应力强度因子大小的影响。含有缺陷的A7N01P-T4铝合金试样的疲劳裂纹以沿晶和穿晶混合的方式扩展,高应力场区会为裂纹的沿晶扩展提供驱动力。含孔缺陷的A7N01P-T4铝合金在疲劳过程中温度演化曲线大致分为四个阶段:初始温升阶段、温度稳定缓降阶段、温度稳定缓慢上升阶段和温度快速上升断裂阶段。在交变载荷的作用下,由于孔缺陷周围应力集中使晶内摩擦和位错运动更剧烈,使孔缺陷周围的温升速率和温升会大于远离孔缺陷的区域。通过红外热像仪对含孔缺陷的A7N01P-T4铝合金试件进行疲劳寿命预测,建立了在一定频率和应力比下的A7N01P-T4多重孔缺陷铝合金试件的预测模型,预测结果和试验结果表现出一致性,表明了利用红外热像仪对于多重缺陷材料寿命预测的可行性;采用FKM法在考虑试验材料、疲劳缺口系数、平均应力和孔缺口粗糙度等因素的前提下,对含有多孔缺陷的A7N01P-T4铝合金进行疲劳强度的预测,预测结果较为准确,有良好的工程应用前景。