轻合金疲劳裂纹阈值

95%概率定量评估

基于最弱链理论与原位SEM疲劳数据，建立了小裂纹扩展门槛值与损伤容限尺寸的概率评价模型，实现了对疲劳分散性的定量控制。

Yang, Xin-Yi · Li-Na, Zhu · Xu, Zhongwei · Xi-Shu, Wang

International Journal of Fatigue 2026

具体参数

损伤容限尺寸（铸态AM60）

{'zh': '37.1', 'en': '37.1'} μm

损伤容限尺寸（SLM-AlSi10Mg）

{'zh': '89.0', 'en': '89.0'} μm

损伤容限尺寸（SLM-Ti6Al4V）

{'zh': '75.3', 'en': '75.3'} μm

技术优势

分散性被定量控制

模型将小裂纹扩展速率分散范围与门槛值直接关联，在高周疲劳区95%概率的估计值与平均缺陷尺寸误差低至4.6%。

三类合金通用

模型同时适用于铸造镁合金、增材制造铝合金和增材制造钛合金，覆盖多种轻质材料和工艺。

缺陷尺寸可直接标定

损伤容限尺寸通过疲劳裂纹源与微观结构特征尺寸对比定量获取，为无损检测提供明确判据。

应用场景

• 航空关键部件疲劳评估：利用95%概率的DTS值定量评估关键部件疲劳安全。
• 轻量化结构耐久性设计：以概率化DTS为设计输入，控制轻量化结构的疲劳失效风险。
• 增材制造合金缺陷容限：给出SLM合金的临界缺陷尺寸，指导增材制造工艺优化。
• 金属疲劳寿命预测：通过门槛值ΔKth的概率估计提升金属疲劳寿命预测精度。