接觸面對微動疲勞壽命的影響研究.pdf

1、絕大多數(shù)的機(jī)械零部件，都是在交變載荷下工作的，而微動疲勞普遍存在機(jī)械構(gòu)件中，如銷釘聯(lián)接、螺栓和燕尾榫等。在航空工業(yè)、核工業(yè)等工業(yè)重要部門，微動疲勞是一些配合零部件的失效的主要原因之一。與普通疲勞相比，在微動疲勞中，由于微動磨損的作用加速了材料的損傷，使得整個零件疲勞失效，甚至嚴(yán)重造成人員傷亡。因此對于微動疲勞壽命的研究有一定的意義。
　　本文通過研究不同接觸面積在等幅載荷下的微動疲勞壽命和裂紋萌生機(jī)理，并借助有限元和實驗對其進(jìn)行較

2、為全面的分析。本文的主要研究的成果如下：
　　首先設(shè)計了燕尾榫結(jié)構(gòu)的微動實驗試樣，實現(xiàn)了平面-平面的接觸形式，試樣的緊湊型增加了試樣的剛性，提高了加載頻率，提升了實驗的效率。
　　其次建立不同接觸面積的微動疲勞有限元模型，接觸面面積分別為31.8mm2、35.3mm2、38.8mm2。運用大量的有限元計算，分析了三種接觸面積下的接觸面的應(yīng)力強(qiáng)度、X方向應(yīng)力、Y方向應(yīng)力、剪切力、應(yīng)變、應(yīng)力幅等的分布特點對裂紋萌生和擴(kuò)展的影響。

3、研究表明，在接觸區(qū)域中，最大應(yīng)力強(qiáng)度出現(xiàn)在榫槽接觸面的末端，接觸面積越小，應(yīng)力幅越大，同時確定了裂紋萌生點和擴(kuò)展方向。
　　最后通過諧振式高頻疲勞試驗機(jī)，使燕尾榫試樣在最大載荷5KN和最小載荷1KN之間進(jìn)行疲勞實驗，得到了在不同接觸面積下，各試件的微動疲勞壽命和裂紋的萌生和位置方向。與有限元分析一致，同時獲得了S-N微動疲勞壽命曲線。
　　從有限元分析結(jié)合實驗，分析了接觸面大小對微動疲勞特性的影響，并定量分析了接觸面積與最大