高強度鋁合金腐蝕疲勞壽命之模擬

Abstract

本文主要目的是利用實驗測得的數據和Monte Carlo 模擬方法來預測高強度鋁合金20 24-T3 在腐蝕環境下的疲勞壽命。 根據實驗觀察，試片形狀為懸臂樑狀的上述材料受到食鹽水和硝酸的腐蝕和反覆彎曲 應力的交互作用，其破斷過程因應力範圍大小的不同而有不同的特徵，亦即ぇ高應力 ：表面缺陷（非孔蝕）產生的微小裂縫的快速延伸。え低應力：孔蝕產生的高密度微 小裂縫間的相互連接。 本論文即利用這些破斷特徵和測得的裂縫資料，包括裂縫的分佈情況、裂縫的產生速 率，裂縫的延伸速率，在計算機的輔助之下，完成壽命的模擬。由實驗和模擬結果比 較，發現模擬方法的可靠性甚佳。另外在極低應力範圍（小於疲勞極限），金屬表面 光澤遭腐蝕過久而消失，裂縫資料很難取得，本文也提出一概略方法來預測其壽命。 關於裂縫間的相互干涉作用，本文也作了一些較深入的探討，包括二維和三維裂縫的 差異和裂縫間相互連接判據的比較。