Prediction of fretting fatigue life of Ti-6Al-4V titanium alloy based on path selection method

MEN Haojie; NIU Zhiqiang; DENG Ying; ZHOU Wenlong; CHEN Guoqing; FU Xuesong; GAI Pengtao

doi:10.16579/j.issn.1001.9669.2026.07.001

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Prediction of fretting fatigue life of Ti-6Al-4V titanium alloy based on path selection method

·Fatigue·Damage·Fracture·Failure Analysis· | 更新时间：2026-07-17

- Prediction of fretting fatigue life of Ti-6Al-4V titanium alloy based on path selection method
- Journal of Mechanical Strength Vol. 48, Issue 7, Pages: 1-11(2026)
- 作者机构：
  
  1.大连理工大学材料科学与工程学院，大连 116024
  2.中国航空制造技术研究院，北京 100024
- 作者简介：
  
  ZHOU Wenlong, E-mail: wlzhou@126.com
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(51975084);National Science and Technology Major Project (J2019-Ⅳ-0012-0080)
- DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2026.07.001
  CLC： TH114
- Received：03 December 2024，
  
  Online First：17 July 2026，
  
  Published：15 July 2026
- 稿件说明：
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门豪杰，牛志强，邓瑛，等. 基于路径选择法的Ti-6Al-4V钛合金微动疲劳寿命预测［J］. 机械强度，2026，48（7）：1-11.

Men Haojie，Niu Zhiqiang，Deng Ying，et al. Prediction of fretting fatigue life of Ti-6Al-4V titanium alloy based on path selection method［J］. Journal of Mechanical Strength，2026，48（7）：1-11.
门豪杰，牛志强，邓瑛，等. 基于路径选择法的Ti-6Al-4V钛合金微动疲劳寿命预测［J］. 机械强度，2026，48（7）：1-11. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2026.07.001.

Men Haojie，Niu Zhiqiang，Deng Ying，et al. Prediction of fretting fatigue life of Ti-6Al-4V titanium alloy based on path selection method［J］. Journal of Mechanical Strength，2026，48（7）：1-11. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2026.07.001.

摘要

目的

微动疲劳广泛存在于许多工程部件中，并且极有可能严重缩短部件的使用寿命。由于微动疲劳问题的复杂性，目前尚未有统一的适用于不同微动疲劳条件的疲劳寿命预测方法。针对基于点法和多轴疲劳准则的路径选择法（Path Selection Method

PSM），验证其在不同微动疲劳条件下对Ti-6Al-4V材料的疲劳寿命预测的适用性，是十分必要的。

方法

选取Ti-6Al-4V在柱-面接触构型和面-面接触构型下的2组微动疲劳试验数据，使用PSM，结合4种多轴疲劳准则，对微动疲劳寿命进行预测，并与试验结果进行对比分析。

结果

结果表明，将根据PSM选择的预测寿命最短的路径作为点法的寿命预测路径，不仅适用于Ti-6Al-4V在面-面接触构型下的微动疲劳寿命预测，还能准确预测其他微动条件下的疲劳寿命。

Abstract

Objective

Fretting fatigue widely occurs in numerous engineering components and can drastically reduce their service life. Due to the complexity of fretting fatigue problems

a universal fatigue life prediction method applicable to diverse fretting fatigue loading conditions has not yet been established. It is essential to verify the applicability of the path selection method (PSM)

which integrates the point approach and multiaxial fatigue criteria

for predicting the fretting fatigue life of Ti-6Al-4V under various fretting fatigue conditions.

Methods

Two sets of fretting fatigue test data of Ti-6Al-4V alloy under cylinder-on-flat and flat-on-flat contact configurations were adopted. The PSM integrated with four types of multiaxial fatigue criteria was employed to predict fretting fatigue life

and the predicted results were compared and analyzed against test data.

Results

The results reveal that taking the path with the minimum predicted life screened by the PSM as the life prediction path of the point method is valid for fretting fatigue life prediction of Ti-6Al-4V alloy under flat-on-flat contact configuration

and can also accurately estimate fatigue life under other fretting loading conditions.

关键词

Keywords

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