热疲劳 — CAE术语解说

是的，这就是典型的热疲劳。发动机启动时排气温度急剧上升，停止时冷却。这种重复会在歧管中产生热应力，经过数千至数万个循环后裂纹会扩展。温度差越大，损伤也越大。

机械疲劳是由外部荷载的重复引起的，而热疲劳是由温度变化伴随的热应力重复引起的。当温度变化幅度较大时，会产生塑性应变，因此经常是低周疲劳（10⁴次以下破坏）。

进行FEM热-结构耦合分析。首先用瞬态热分析求得温度历程，然后以温度作为荷载进行弹塑性分析，计算应力-应变历程。

从获得的塑性应变范围$\Delta\varepsilon_p$，用Coffin-Manson公式$N_f = C(\Delta\varepsilon_p)^{-n}$预测寿命。对于排气歧管这样的高温应用，需要考虑蠕变，有时也需要在应变范围法中加入蠕变损伤。

完全正确。高温保持时会积累蠕变应变，疲劳与蠕变的相互作用会大幅降低寿命。在涡轮叶片和发动机气门的设计中，这种疲劳-蠕变相互作用是最大的设计课题。

完全同意。材料数据也特别需要高温侧的数据，600℃以上的ε-N曲线和蠕变特性是必需的。如果没有数据，只能通过试验获取。热疲劳的最佳对策是在设计上游阶段控制温度分布。