鎂合金AZ91D疲勞裂紋成長公式之模擬分析

Analysis of a Fatigue Crack Growth Equation for Magnesium Alloy AZ91D

連昭鑑(Chao-Chien Lien)

指導教授 ： 施延欣

中原大學/工學院/機械工程研究所/碩士(2015年)

https://doi.org/10.6840/cycu201500051

摘要

中文摘要
本研究是依據Bag 等人實驗量測得到的鎂合金AZ91D疲勞裂紋成長速率與應力強度因子幅值的圖形，以比例估算得到數據，並使用曲線擬合法（Curve fitting）模擬成的多項式。其多項式的係數以MATLAB polyfit的功能輔以求出後用Origin軟體繪出曲線圖，然後與Bag等人研究之實驗值與分析值作比較，其結果相當吻合。
研究參考Paris’ Law線性關係以及二次多項式關係範圍，運用二次多項式作為擬合公式，使用在as-cast AZ91D 材料時∆K=2.5MPa√m到∆K=3.73MPa√m範圍內，最大誤差值為65.23%，平均誤差值為16.60%，使用在 solution treated AZ91D材料時∆K=3.0MPa√m到∆K=4.49MPa√m範圍內，最大誤差值為35.55%，平均誤差值為10.14%，與aged AZ91D材料時∆K=2.89 MPa√m到∆K=5.33 MPa√m範圍內，最大誤差值分別為47.48%，平均誤差值分別為16.98%。本研究所提出的多項式能有效預測鎂合金AZ91D疲勞裂紋成長速率。

關鍵字

疲勞裂紋成長速率 ； 曲線擬合 ； 鎂合金

並列摘要

ABSTRACT
In this study, according to the experimental results that presented by Bag et al for magnesium alloy AZ91D, the data of fatigue crack growth rate are estimated with the scale. The predicting da/dN values in this study compared with experimental results are similarity.

並列關鍵字

Currve fitting ； Fatigue crack growth rate ； Magnesium alloy

參考文獻

[2]Lee YC, Dahle AK, and StJohn DH, “The role of solute in grain refinement of magnesium” ,Metallurgical and Materials Transcations A, Vol. 31A 2000,2895-2906.

,Materials Science and Engineering, Vol. A302,2001,37-45.

[5]朱育志，藉由析出處理提升AZ91D鎂合金壓鑄件之高溫機械性質，大同 大學材料工程研究所碩士論文，2008。

[6]Yesheng Li, and Xianliang Huang, et al. “Effects of the grain refiner Mg-Al-C master alloy on the low cycle fatigue life of AZ91D magnesium alloy” ,Procedia Engineering 2012,27:1808-1816.

[7]Kobayashi Y, Shibusawa T, and Ishikawa K, “Environmental effect of fatigue crack propagation of magnesium alloy” ,Mater Sci Eng A 1997,234–236:220–2.