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收到日期：2021 年 8 月 5 日；修改后收到日期：2021 年 9 月 28 日；接受日期：2021 年 10 月 2 日；在线发布日期：2021 年 11 月 1 日摘要本文对室温下由多孔功能梯度聚合物材料 (PFGPM) 制成的 3D 打印圆柱形试件进行了疲劳寿命试验。在各种孔隙率和梯度指数参数下，获得了完全反向弯曲、平均应力等于零的恒幅载荷的试验结果。使用应力寿命方法通过实验评估疲劳特性。对光滑试件进行了 FEA 模拟，采用了三种加载模式（反向弯曲、反向轴向和反向扭转）。数值分析 (FEA) 和实验结果用于强调应力比 (R) 对疲劳寿命的影响。在反向弯曲试验中使用了五个应力比值（R = -1、0、0.25、0.5 和 1）。试验结果表明，受反向弯曲的试件的寿命比受轴向和扭转载荷模式的试件更长。结果表明，试件的寿命随着载荷比的增加而增加，实验和数值工作之间的最大差异为 8%。疲劳极限值受孔隙率参数和梯度指数的影响。版权所有 © 2021 国际能源与环境基金会 - 保留所有权利。关键词：应力寿命方法；SN 曲线；加载模式；应力比；疲劳寿命；FEA。1. 简介功能梯度材料 (FGM) 是一类先进材料，其结构特性沿厚度方向分级 [1]。孔隙率梯度是 FGM，其中材料通过部分层的密度或孔径的变化可用于增强其特性。它们可以使用 3D 打印技术用各种材料制成。在金属和聚合物泡沫中可以找到提供轻质和足够机械稳定性能的 PFGM。除其他各种用途外，聚合物还是一种用途广泛且必不可少的材料，可用于能源、航空航天和生物材料，因为它们能有效吸收冲击载荷并控制静态和动态响应，[2]。据估计，90% 的金属部件使用故障都是由疲劳引起的。疲劳过程经历几个阶段，从工程角度来看，将结构的疲劳寿命分为三个阶段比较方便：疲劳裂纹萌生、稳定裂纹扩展和不稳定裂纹扩展 [3]。QS Wang 等人 [4] 研究了功能梯度 Ti-6Al-4V 网状结构在相同体积应力条件下的疲劳行为。研究发现，疲劳裂纹首先萌生在
国际能源与环境杂志（IJEE）
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