45鋼微動(dòng)疲勞損傷及其壽命影響因素研究.pdf_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、微動(dòng)疲勞損傷廣泛存在于各種機(jī)械構(gòu)件中,主要發(fā)生在兩接觸面且受交變載荷作用的構(gòu)件上,如螺栓,軸承,鍵槽和榫槽等。交變載荷引起的微動(dòng)能促使疲勞裂紋在接觸面上早期萌生和加速擴(kuò)展,最后導(dǎo)致構(gòu)件在大大低于材料疲勞極限,大大降低構(gòu)件的疲勞壽命,甚至造成災(zāi)難性事故。 本文通過45鋼微動(dòng)疲勞實(shí)驗(yàn),對(duì)微動(dòng)疲勞損傷機(jī)理及微動(dòng)疲勞壽命影響因素進(jìn)行了探討。首先對(duì)試樣在微動(dòng)疲勞損傷不同階段的微動(dòng)接觸區(qū)表面形貌及磨屑層進(jìn)行了微觀觀察分析,結(jié)合摩擦系數(shù)等參數(shù)

2、,研究了試樣在微動(dòng)疲勞損傷過程中損傷形式的演變過程及其損傷機(jī)理。其次運(yùn)用接觸理論分析了接觸表面的應(yīng)力分布及接觸表面附近應(yīng)力場(chǎng),并根據(jù)試驗(yàn)微動(dòng)接觸副的幾何結(jié)構(gòu)和接觸類型,建立微動(dòng)接觸的有限元模型,采用該計(jì)算模型獲得了接觸表面的應(yīng)力分布及接觸表面附近的應(yīng)力場(chǎng);結(jié)合相應(yīng)接觸參數(shù)分析了不同接觸壓力向交變軸載荷的極限情況(接觸壓力為120MPa,交變應(yīng)力幅240MPa),獲得交變載荷下微動(dòng)接觸的切向摩擦力f、相對(duì)滑移距離δ及最大拉伸載荷σT等值,

3、從而實(shí)現(xiàn)了微動(dòng)接觸的數(shù)值分析。實(shí)驗(yàn)方面,自主設(shè)計(jì)帶兩個(gè)微動(dòng)橋的微動(dòng)試驗(yàn)裝置,實(shí)現(xiàn)了控制不同的垂直載荷,在軸向正弦交變載荷下可實(shí)現(xiàn)控制各種微動(dòng)疲勞影響因素,如平均接觸壓力p、交變應(yīng)力幅Sa、切向摩擦力f及相對(duì)滑移幅δ。最后得到五種不同接觸壓力(0,30,60,90和120MPa)與七種不同最大軸向交變應(yīng)力幅(120,140,160,180,200,和240MPa)下45鋼S-N曲線;結(jié)果表明試樣疲勞壽命隨著N平均接觸壓力p增加而減小。對(duì)結(jié)

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