我院教师米承继博士针对激光电弧复合焊接LF6铝合金焊接接头寿命预测问题，开展了基于能量耗散机理的疲劳寿命预测方法研究。其研究成果“Fatigue life prediction of LF6 aluminum alloy laser- arc hybrid welded joints based on energy dissipation method”在国际疲劳类杂志《Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures》 (中科院二区)上发表(https://doi.org/10.1111/ffe.14517)。
为了准确表征LF6铝合金激光电弧复合焊接接头在低周疲劳状态下的热耗散行为，提出了结合应力幅值和平均应力的基于初始耗散能的疲劳寿命预测方法。
试验研究表明，焊缝区表面温升的演变过程分为初始温升阶段（第一阶段）、温升下降阶段（第二阶段）、达到热平衡阶段（第三阶段）和温度突然升高导致接头破坏阶段（第四阶段）。通过实验确定了其初始耗散能，并将其视为疲劳损伤参量。基于能量耗散机制，建立了焊缝疲劳寿命预测模型I和模型II。模型I结合了应力幅值和平均应力对寿命的影响，在高应力水平下预测结果和实验数据吻合较好，但在低应力水平下预测准确度稍有不足。
由于在疲劳损伤过程中，热耗散是由不可逆的塑性变形导致，为了改进模型I的不足，在模型II中将塑性应变幅值作为疲劳损伤参量。通过引入泰勒-昆尼系数来建立塑性应变幅值与初始耗散能之间的关系式，并利用非接触式数字图像测量技术（DIC）对计算所得塑性应变幅值进行验证，再通过Manson-Coffin方程将塑性应变幅值与疲劳寿命关联起来，模型II的预测结果与实验数据吻合较好。
该论文第一作者为我院米承继博士，湖南工业大学机械工程学院为第一署名单位，该研究得到了国家自然科学基金、湖南省自然科学基金和湖南省教育厅科学研究重点项目的支持。
