1、作為一種比強度高和性能優(yōu)異的結(jié)構(gòu)材料，鎂合金具有密度小，比彈性模量大，散熱性能好等優(yōu)點，已在汽車、航空航天和電子產(chǎn)品等行業(yè)內(nèi)得到廣泛應用。然而，在工程實際應用中鎂合金材料不可避免的要承受非對稱循環(huán)載荷的作用，產(chǎn)生棘輪變形，加速疲勞損傷，降低材料的疲勞壽命，嚴重影響零部件的安全可靠性。因此，在對鎂合金材料/零部件進行疲勞可靠性設計時必須考慮棘輪效應的影響。本文研究了AZ31B鎂合金的單軸棘輪效應及低周疲勞行為，建立了可準確描述AZ31B鎂

2、合金棘輪效應的本構(gòu)方程，揭示了該材料在棘輪效應和低周疲勞行為共同作用下的疲勞失效機理。研究的內(nèi)容和成果主要有:
　　(1)通過非對稱應力循環(huán)實驗，研究了AZ31B鎂合金的單軸棘輪效應和低周疲勞行為。結(jié)果表明:AZ31B鎂合金的棘輪應變隨平均應力和應力幅值的增大而增大，而受應力率的影響較小;材料的低周疲勞失效壽命受平均應力和應力幅值影響較大，棘輪應變對低周疲勞失效壽命影響顯著;單軸棘輪效應和低周疲勞行為受加載歷史的影響明顯，先前較高

3、水平的加載史會抑制后續(xù)較低加載水平下的棘輪應變;同等應力水平條件下加載步的增加帶來了更多棘輪損傷和疲勞損傷，嚴重降低材料的疲勞壽命。
　　(2)在粘塑性本構(gòu)框架下，以Ohno-WangⅡ隨動強化律為基礎，提出了一個關聯(lián)等效最大應力的強化律指數(shù)關系，建立了描述AZ31B鎂合金棘輪應變的本構(gòu)方程，而且該模型具有較高的預測精度。
　　(3)通過分析疲勞失效試樣的顯微組織，研究了棘輪—疲勞行為共同作用下的疲勞失效機理。結(jié)果表明:棘輪

4、—疲勞行為的共同作用容易使AZ31B鎂合金內(nèi)部產(chǎn)生孿晶，從而降低材料的疲勞抗性;當平均應力和應力幅值增大時孿晶數(shù)量會相應增加從而降低材料的疲勞壽命;由于材料在常溫下具有率無關性，所以應力率對孿晶影響不明顯;建立了預測非對稱應力循環(huán)載荷作用下孿晶線密度的數(shù)學模型，其預測值的平均絕對誤差僅為6.93％。
　　(4)綜合考慮棘輪損傷和疲勞損傷的影響，建立了AZ31B鎂合金在非對稱循環(huán)載荷作用下的低周疲勞失效壽命預測模型，該模型預測誤差的