40CrNi2MoA鋼的彎曲微動疲勞特性及電機小齒輪軸失效分析研究.pdf

1、微動疲勞促進微裂紋迅速萌生并擴展，導致構(gòu)件的疲勞壽命急劇降低，在遠低于常規(guī)疲勞極限的壽命內(nèi)失效。微動疲勞廣泛存在于機械行業(yè)、核電、船舶、橋梁、航空航天及化工等各種工業(yè)領(lǐng)域中，是緊密配合件的主要失效形式。根據(jù)外加載荷的不同，可以將微動疲勞分為三種運行模式:拉壓微動疲勞、彎曲微動疲勞和扭轉(zhuǎn)微動疲勞。目前國內(nèi)外已有的微動疲勞研究成果集中于拉壓微動疲勞，后兩者見報道者較少。本研究可以幫助深入探索研究微動疲勞的損傷機制，并對工程實踐中微動疲勞防護

2、具有一定的理論指導價值。
　　本研究在疲勞試驗臺上，研究圓柱/圓柱式正交接觸模式下的彎曲微動疲勞特性。研究了不同的彎曲載荷和循環(huán)次數(shù)對40CrNi2MoA合金鋼的損傷規(guī)律。針對斷裂試樣，從斷口分析、斷裂磨痕形貌和剖面分析三個角度出發(fā)，觀察并分析了疲勞裂紋和萌生及擴展規(guī)律。對我國高鐵某型機車的電機軸-小齒輪軸過盈配合結(jié)構(gòu)失效件，探索其失效機理。獲得的主要結(jié)論如下:
　　(1)40CrNi2MoA合金鋼彎曲微動疲勞S～N曲線呈“

3、C”型曲線特征。當彎曲載荷位于曲線的“鼻子”處時，微動運行于滑移區(qū)，微動疲勞壽命最短。
　　(2)微動損傷區(qū)的磨痕呈橢圓狀。試樣接觸中心磨損嚴重，兩端因微動滑移幅值不同形成寬度不對等的磨損帶。隨著彎曲載荷增大，接觸區(qū)磨損逐漸加劇，微動運行區(qū)域依次運行于部分滑移區(qū)、混合區(qū)和滑移區(qū)，疲勞壽命呈先減小后增大的特性。
　　(3)斷裂性裂紋均出現(xiàn)在接觸區(qū)靠近加載端。裂紋主要在接觸應力作用下萌生于次表層并以一定的角度擴展，隨著深度增加，