लंबे जीवन और उच्च विश्वसनीयता प्रमुख इंजीनियरिंग उपकरणों के महत्वपूर्ण सूचकांक हैं, विशेष रूप से उन्नत विमानन इंजन और हाई-स्पीड रेलवे एक्सल द्वारा दर्शाए जाने वाले प्रमुख घटक, जो सेवा जीवन के दौरान चक्रीय लोडिंग के 107 या यहां तक कि 1010 से अधिक चक्रों के अधीन होते हैं, और अल्ट्रा-हाई थकान (यानी, 107 चक्रों से अधिक की थकान) की अनुसंधान श्रेणी में प्रवेश किया है, जो थकान सीमा (107 चक्रों के अनुरूप) के आधार पर पारंपरिक थकान शक्ति और जीवन डिजाइन को नष्ट कर देता है। इसने थकान सीमा (107 चक्रों के अनुरूप) के आधार पर पारंपरिक थकान शक्ति और जीवन डिजाइन को उलट दिया है, और हाल के वर्षों में थकान अनुसंधान का अग्रणी और गर्म स्थान बन गया है। इसलिए, अति-उच्च थकान के सूक्ष्म तंत्र और कानूनों को प्रकट करना और थकान जीवन और थकान शक्ति का एक सटीक भविष्यवाणी मॉडल स्थापित करना महान वैज्ञानिक महत्व और इंजीनियरिंग अनुप्रयोग मूल्य का है।
नॉनलाइनियर मैकेनिक्स की राज्य प्रमुख प्रयोगशाला, इंस्टीट्यूट ऑफ मैकेनिक्स, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज के माइक्रोस्ट्रक्चर कम्प्यूटेशनल मैकेनिक्स का समूह, अनुसंधान वस्तुओं के रूप में एयरो-इंजन के लिए टीसी 17 टाइटेनियम मिश्र धातु और टीसी 4 टाइटेनियम मिश्र धातु लेता है, जिससे पता चलता है कि विरूपण जुड़वां और नैनोक्रिस्टल बनते हैं। थकान लोडिंग की प्रक्रिया टाइटेनियम मिश्र धातु में अति-उच्च परिधीय थकान दरारों के अंकुरण और विकास के लिए महत्वपूर्ण कारक हैं, और टाइटेनियम मिश्र धातु में अति-उच्च परिधीय थकान दरारों के अंकुरण और प्रारंभिक विस्तार के तंत्र को आगे बढ़ाती है; अध्ययन परिवर्तनीय आयाम लोडिंग के डिजाइन के माध्यम से आयोजित किया जाता है, और थकान जीवन और थकान शक्ति को मापता है। परिवर्तनीय आयाम लोडिंग के डिज़ाइन के माध्यम से, यूएचएफ दरार दीक्षा और प्रारंभिक विस्तार के क्षेत्र में 10-13~10-11m/cyc के समतुल्य दरार विस्तार दर को मापा जाता है, और फिर यूएचएफ थकान जीवन की भविष्यवाणी की जाती है, और भविष्यवाणी के परिणाम प्रयोगात्मक परिणामों के अनुरूप हैं।
यह पाया गया कि भौतिक दोष न केवल टाइटेनियम मिश्र धातुओं के थकान प्रदर्शन को काफी कम कर देते हैं, बल्कि यह भी कि उच्च और अल्ट्राहाई चक्र थकान व्यवहार पर दोषों का प्रभाव उस रूप से निकटता से संबंधित है जिसमें दोष पेश किए जाते हैं। आंतरिक सामग्री दोषों के लिए, उच्च और अति-उच्च-चक्र थकान एसएन वक्र निरंतर कमी दिखाते हैं, जबकि सतह के कृत्रिम रूप से दोषपूर्ण नमूनों के एसएन वक्र एक पठारी क्षेत्र की विशेषता रखते हैं। इन-सीटू माइक्रोस्कोपी, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी अवलोकनों से पता चला कि, आंतरिक दोष-प्रेरित अल्ट्राहाई-चक्र थकान विफलता के विपरीत, सतह-कृत्रिम-दोष-प्रेरित अल्ट्राहाई-चक्र थकान ने दरार की शुरुआत और प्रारंभिक विस्तार की धीमी प्रक्रिया नहीं दिखाई। नैनो-कणों के निर्माण के साथ, और यह कि, एक बार दरारें शुरू होने के बाद, दरारें तेजी से बढ़ेंगी और नमूने बहुत कम संख्या में चक्रों में विफल हो जाएंगे। शोधकर्ता इस विफलता का श्रेय थकान लोडिंग और समय-निर्भर प्रक्रियाओं (उदाहरण के लिए, जल वाष्प का प्रभाव, हाइड्रोजन की क्रिया, आदि) के सहक्रियात्मक प्रभाव को देते हैं। अध्ययन आगे टाइटेनियम मिश्र धातुओं की उच्च और अति-उच्च चक्र थकान शक्ति पर नमूना ज्यामिति और सतह दोषों के प्रभाव के लिए एक मॉडल का प्रस्ताव करता है। मॉडल का उपयोग न केवल टाइटेनियम मिश्र धातुओं की थकान शक्ति पर दोषों के प्रभाव को सहसंबंधित करने के लिए किया जा सकता है, बल्कि कुछ धातु सामग्रियों की उच्च अवधि की थकान शक्ति पर दोषों (दरारों सहित) के प्रभाव पर साहित्य में भी प्रभावी ढंग से उपयोग किया जा सकता है।
शोध दल ने अल्ट्रा-हाई-साइकल थकान श्रेणी में उच्च-चक्र थकान शक्ति पर तनाव अनुपात के प्रभाव के कई सामान्य रूप से उपयोग किए जाने वाले मॉडलों की पूर्वानुमानित क्षमता का तुलनात्मक अध्ययन किया। विभिन्न सामग्रियों के प्रयोगात्मक आंकड़ों से पता चलता है कि वॉकर का सूत्र σ , R=σ ,-1 [(1-R)/2] गुडमैन के सूत्र σa, R= के साथ अनुकूल रूप से तुलना करता है। σ ,{8}} [1-(σm/σb)] और स्मिथ-वाटसन-टॉपर का सूत्र σa, R=σ ,-1 [(1-R) /2]. -आर)/2]1/2 अल्ट्रा-उच्च परिधि की थकान ताकत पर तनाव अनुपात के प्रभाव की बेहतर भविष्यवाणी करने के लिए, जहां σ, आर और σ, -1 तनाव अनुपात आर और {{ पर थकान ताकत हैं 22}}, क्रमशः, σm और σb औसत तनाव और तन्य शक्ति हैं, और एक सामग्री पैरामीटर है।
शोध कार्य को नेशनल नेचुरल साइंस फाउंडेशन ऑफ चाइना (एनएसएफसी) के बेसिक साइंस सेंटर के "नॉनलाइनियर मैकेनिक्स की मल्टीस्केल समस्याएं" परियोजना और "एयरो-इंजन उच्च तापमान सामग्री / उन्नत विनिर्माण और विफलता के वैज्ञानिक आधार" द्वारा समर्थित किया गया था। एनएसएफसी प्रमुख अनुसंधान कार्यक्रम की निदान" खेती परियोजना। चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (एनएसएफसी) द्वारा समर्थित। कुछ शोध परिणाम इंट में प्रकाशित किए गए हैं। जे. थकान 2023, 166: 107299; 2023,167:107331; 2022, 160:106862; इंजी. फ़्रैक्ट. मेक. 2022, 259:108136; 2022, 272:108721; 2022, 272:108721; 2022, 272:108721; 2022, 272:108721; 2022, 272:108721; 2022, 272:108721; 2022, 272:108721; 2022, 272: 108721. 108721; 2022, 276:108940; जे मेटर. विज्ञान. तकनीक. 2022, 122: 128-140; या। आवेदन. फ़्रैक्ट. मेक. 2022, 119:103380।
