梯度残余应力铁路车轴

裂纹扩展显著延缓

通过感应淬火引入正梯度残余压应力，间接削弱裂纹驱动力，为高疲劳抗力铁路构件提供新思路。

Bo, Jian · 张晗 · Ao, Ni · Wu, Zhengkai · 黄干云 · Li, Zhongwen · 吴圣川 · 康国政

Engineering Fracture Mechanics 2024

技术优势

正梯度结构更有效延缓裂纹

正梯度结构中的压应力间接降低裂纹驱动力，通过抑制整体结构变形实现。

粗晶粒降低裂纹驱动力

粗晶粒沿锯齿裂纹路径增强能量吸收，从而降低裂纹驱动力。

压应力显著削减 J 积分与塑性区

裂纹尖端的循环 J 积分和等效塑性区在压应力存在时明显减小，反映驱动力下降。

应用场景

• 铁路车辆构件：验证车轴抗疲劳裂纹能力，提升运行安全性。
• 高疲劳抗力金属件：为金属件抗疲劳设计提供残余应力梯度方案。
• 感应淬火轴类件：量化感应淬火梯度对裂纹扩展的抑制效果。
• 疲劳裂纹扩展评估：通过 J 积分模拟评估裂纹扩展驱动力。