Dug vijek trajanja i visoka pouzdanost važni su pokazatelji glavne inženjerske opreme, posebno ključnih komponenti koje predstavljaju napredni zrakoplovni motori i željezničke osovine velikih brzina, koje su podvrgnute više od 107 ili čak 1010 ciklusa cikličkog opterećenja tijekom životnog vijeka, i ušli su u istraživačku kategoriju ultra-visokog zamora (tj. zamora od više od 107 ciklusa), koji podriva tradicionalnu snagu zamora i životni vijek temeljen na granici zamora (koja odgovara 107 ciklusa). Ovo je preokrenulo tradicionalnu čvrstoću na zamor i dizajn vijeka temeljen na granici zamora (koja odgovara 107 ciklusa), i postalo je granica i žarište istraživanja zamora posljednjih godina. Stoga je od velike znanstvene važnosti i vrijednosti inženjerske primjene otkrivanje mikromehanizama i zakona ultravisokog zamora, te uspostavljanje točnog modela predviđanja vijeka trajanja i čvrstoće na zamor.
Grupa mikrostrukturne računalne mehanike Državnog ključnog laboratorija za nelinearnu mehaniku, Instituta za mehaniku Kineske akademije znanosti, uzima TC17 titanovu leguru i TC4 titanovu leguru za zrakoplovne motore kao objekte istraživanja, otkriva da su deformacijski blizanci i nanokristali nastali u proces opterećenja zamorom važni su čimbenici za klijanje i razvoj ultravisokih perifernih zamornih pukotina u titanijskoj slitini, te izlaže mehanizam klijanja i početnog širenja ultravisokih perifernih zamornih pukotina u titanijskoj slitini; Studija se provodi kroz projektiranje opterećenja promjenjive amplitude i mjeri vijek trajanja i čvrstoću na zamor. Kroz projektiranje opterećenja promjenjive amplitude, mjeri se ekvivalentna brzina širenja pukotine od 10-13~10-11m/cyc u području UHF inicijacije pukotine i početnog širenja, a zatim se predviđa UHF vijek trajanja od zamora, a rezultati predviđanja su u skladu s eksperimentalnim rezultatima.
Utvrđeno je da ne samo da materijalni nedostaci značajno pogoršavaju performanse zamora titanovih legura, već i da je učinak nedostataka na ponašanje kod zamora kod visokog i ultravisokog ciklusa usko povezan s oblikom u kojem su defekti uvedeni. Za unutarnje materijalne nedostatke, SN krivulje visoko- i ultravisokocikličnog zamora pokazuju kontinuirani pad, dok SN krivulje površinski umjetno defektnih uzoraka karakterizira područje platoa. In-situ mikroskopija, skenirajuća elektronska mikroskopija i transmisijska elektronska mikroskopija pokazala su da, za razliku od zamora ultravisokim ciklusom uzrokovanim unutarnjim defektima, ultravisoki ciklus zamora izazvanog površinskim umjetnim defektima nije pokazao spor proces inicijacije pukotine i početnog širenja s formiranjem nano-zrna, te da će, nakon što se pukotine pokrenu, pukotine brzo rasti i uzorci će se slomiti u vrlo malom broju ciklusa. Istraživači ovaj neuspjeh pripisuju sinergističkom učinku opterećenja uslijed zamora i vremenski ovisnih procesa (npr. utjecaj vodene pare, djelovanje vodika itd.). Studija dalje predlaže model za učinak geometrije uzorka i površinskih defekata na čvrstoću na zamor titanskih legura pri visokim i ultra visokim ciklusima. Model se može koristiti ne samo za korelaciju učinka nedostataka na čvrstoću na zamor titanovih legura, već se također može učinkovito koristiti u literaturi o učinku nedostataka (uključujući pukotine) na čvrstoću na dugotrajni zamor nekih metalnih materijala.
Istraživački tim proveo je komparativnu studiju sposobnosti predviđanja nekoliko često korištenih modela učinka omjera naprezanja na čvrstoću zamora u visokom ciklusu u kategoriji zamora u ultravisokom ciklusu. Eksperimentalni podaci različitih materijala pokazuju da je Walkerova formula σ , R=σ ,-1 [(1-R)/2] povoljna u usporedbi s Goodmanovom formulom σa, R= σ ,-1 [1-(σm/σb)] i Smith-Watson-Topperova formula σa, R=σ ,-1 [(1-R) /2]. -R)/2]1/2 za bolje predviđanje učinka omjera naprezanja na čvrstoću zamora ultravisokog opsega, gdje su σ , R i σ ,-1 čvrstoće na zamor pri omjerima naprezanja R i {{ 22}}, redom, σm i σb su prosječna naprezanja i vlačne čvrstoće, te je materijalni parametar.
Istraživački rad je podržan projektom "Multiscale Problems of Nonlinear Mechanics" Centra za osnovne znanosti Kineske nacionalne zaklade za prirodne znanosti (NSFC) i "Scientific Basis of Aero-engine High-temperature Materials/Advanced Manufacturing and Failure" Diagnosis" projekt uzgoja NSFC Major Research Programme. Podržava Nacionalna zaklada za prirodne znanosti Kine (NSFC). Neki od rezultata istraživanja objavljeni su u Int. J. Fatigue 2023, 166: 107299; 2023, 167: 107331; 2022, 160: 106862; inž. Fract. Mech. 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; J. Mater. Sci. Technol. 2022, 122: 128-140; Teor. Appl. Fract. Mech. 2022, 119: 103380.
