ASME规范疲劳设计曲线优化

ASME规范第Ⅲ卷第一部分附录中图Ⅰ-9.0给出了7条典型材料的疲劳设计曲线，基本涵盖了核电材料所适用的疲劳设计曲线。图4-2、图4-3和图4-4给出了ASME规范中的相关疲劳设计曲线。这些曲线表示交变应力强度分量的许用幅值S_a（交变应力强度范围的一半）与循环寿命的关系。此交变应力强度幅值是按照弹性特性的假设计算的，具有应力的量纲。但当交变应力超出弹性范围时，它不代表真实应力。疲劳曲线是从单向应变循环数据得到的，其中将应变强制乘上弹性模量，并留有设计裕量，因此计算出来的应力强度幅值可以同许用应力强度幅值直接进行比较。在必要的地方已经对曲线进行了修正，以包括平均应力的最大影响，这主要是考虑应力波动的平均值不等于零的情况。疲劳设计曲线中这些材料的中间强度级别可采用线性内插法求得。此强度水平为室温下规定的最小值。图Ⅰ-9.0的疲劳设计曲线限于循环次数为10～10⁶，对于奥氏体钢、镍铬铁合金、镍铁铬合金、镍铬钼铁以及镍铜合金则除外，它们的疲劳设计曲线在ASME规范中循环次数扩展到了10¹¹。

图4-2 碳钢、低合金钢及高强度钢在金属温度不超过370℃时的疲劳设计曲线

图4-3 奥氏体钢等在S_a＞194MPa、金属温度不超过425℃时的疲劳设计曲线(www.xing528.com)

图4-4 奥氏体钢等在S_a值≤194MPa、金属温度不超过425℃时的疲劳设计曲线

目前广泛应用的ASME规范疲劳设计曲线均为室温下空气中采用光滑实心小试样试验得出的疲劳设计曲线。