交變接觸載荷下6061鋁合金微動疲勞特性.pdf

1、微動疲勞是指兩個緊密配合的構件在循環(huán)載荷的作用下接觸表面上發(fā)生微小幅度的、反復的相對滑動，從而造成構件表面產生疲勞裂紋，導致構件過早失效的現(xiàn)象。微動疲勞現(xiàn)象廣泛存在于航空、核電、交通、汽車、化工和電力等工業(yè)領域中，被稱為工業(yè)界的“癌癥”。微動疲勞過程十分復雜、其變化參量眾多，且相互影響。接觸載荷是微動疲勞過程中最重要的影響參量之一，目前針對恒定接觸載荷對微動疲勞損傷機理的影響已有大量研究，而尚未見到關于交變接觸載荷條件下微動疲勞的研究報

2、道。事實上，構件在實際的工程應用中承受的接觸載荷是復雜變化的。因此，本文基于常規(guī)的疲勞試驗機自行設計了一套接觸載荷實時可控的微動疲勞試驗系統(tǒng)。6061鋁合金由于比強度高、良好的可成形性和可焊性等優(yōu)點而被廣泛應用于飛機和汽車零部件的材料。本文中將以6061鋁合金為研究對象，對其分別進行恒定和交變接觸載荷條件下微動疲勞試驗。研究平均接觸載荷、接觸載荷幅值和最大接觸載荷對其微動疲勞壽命的影響。
　　研究結果表明：（1）6061鋁合金試樣

3、在接觸表面的粘著區(qū)和滑移區(qū)交界處存在剪應力集中，促使表面疲勞裂紋的萌生，其微動疲勞壽命明顯低于純疲勞壽命。（2）在恒定接觸載荷條件下，6061鋁合金微動疲勞壽命隨接觸載荷的增加呈現(xiàn)出先減小后增大的變化行為，在臨界接觸載荷2.0 kN處微動疲勞壽命最低。（3）在交變接觸載荷條件下，隨著平均接觸載荷的增加，微動疲勞壽命的變化行為與接觸載荷幅值大小有關。當接觸載荷幅值較小時，微動疲勞壽命呈現(xiàn)出先減小后增加的變化行為；而當接觸載荷幅值較大時，微

4、動疲勞壽命呈現(xiàn)出逐漸遞增的變化行為。此外，試樣在交變接觸載荷條件下也存在臨界平均接觸載荷，且其小于恒定接觸載荷條件下的臨界接觸載荷。（4）在相同平均接觸載荷作用下，當平均接觸載荷小于2.0 kN時，試樣在交變接觸載荷條件下的微動疲勞壽命低于恒定接觸載荷條件下的微動疲勞壽命；然而，當平均接觸載荷大于2.0 kN時，試樣在交變接觸載荷條件下的微動疲勞壽命接近或高于恒定接觸載荷條件下的微動疲勞壽命。此外，如果把最大接觸載荷作為微動疲勞壽命的相