45號(hào)鋼微動(dòng)疲勞門檻值和微動(dòng)磨損特性研究.pdf

1、工程實(shí)際當(dāng)中大量存在微動(dòng)疲勞破壞現(xiàn)象。微動(dòng)是兩個(gè)接觸表面間極小振幅的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在普通疲勞的基礎(chǔ)上增加的微動(dòng)作用會(huì)造成接觸表面摩擦磨損，加速裂紋萌生和擴(kuò)展，使材料或構(gòu)件因微動(dòng)疲勞破壞而提前斷裂失效，造成重大災(zāi)難和損失。
　　 構(gòu)件疲勞壽命的減少程度與微動(dòng)磨損程度有重要的關(guān)系，由于微動(dòng)疲勞的影響因素眾多，在此方面至今沒有形成完全廣泛公認(rèn)的相關(guān)理論，為了全面認(rèn)識(shí)微動(dòng)磨損程度與構(gòu)件疲勞壽命變化的關(guān)系及其影響機(jī)理，本文對(duì)45號(hào)鋼從中斷性微

2、動(dòng)試驗(yàn)、磨損面磨損特征的顯微觀察和有限元微動(dòng)接觸力學(xué)分析三方面進(jìn)行了全面綜合的研究。本文的主要工作和成果如下：
　　 1．針對(duì)45號(hào)鋼不同微動(dòng)磨損程度與構(gòu)件疲勞壽命變化程度的宏觀關(guān)系，通過中斷性微動(dòng)疲勞試驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，測(cè)得了描述此關(guān)系的重要參數(shù)即微動(dòng)疲勞門檻值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示45號(hào)鋼微動(dòng)疲勞破壞明顯存在一個(gè)門檻值，用微動(dòng)循環(huán)次數(shù)與相同載荷條件下全微動(dòng)疲勞基準(zhǔn)壽命的比值表示，其微動(dòng)疲勞破壞門檻值在20％～40％之間。
　　

3、 2．對(duì)于不同微動(dòng)程度時(shí)微動(dòng)磨損面的磨損特性和裂紋特征及其與微動(dòng)疲勞門檻值的關(guān)系，對(duì)接觸面顯微觀察，結(jié)果顯示，微動(dòng)次數(shù)超過微動(dòng)疲勞門檻值后，接觸面都能明顯觀察到擴(kuò)展性裂紋。
　　 3．針對(duì)微動(dòng)作用對(duì)裂紋的萌生和擴(kuò)展的影響，從接觸力學(xué)角度通過有限元模擬建立微動(dòng)接觸模型并進(jìn)行計(jì)算分析。結(jié)果顯示，微動(dòng)作用能影響的裂紋擴(kuò)展深度為400μm，由裂紋擴(kuò)展的兩個(gè)階段特征可知當(dāng)微動(dòng)程度達(dá)到第二類門檻值時(shí)的裂紋深度也即為400μm。并從應(yīng)力幅和接