超硬涂層零件滾動接觸疲勞失效分析與試驗研究.pdf

1、隨著材料科學(xué)和現(xiàn)代涂層技術(shù)的發(fā)展，超硬涂層技術(shù)已成為改善零部件表面的機械性能和摩擦學(xué)性能的有效途徑之一。但是目前對于超硬涂層零件滾動接觸疲勞(RCF)失效機理的研究還處于探索之中。因此研究超硬涂層零件RCF失效的影響因素以及評估方法不僅具有現(xiàn)實意義，還可以為超硬材料涂層技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用提供科學(xué)的參考依據(jù)。
　　本文分析總結(jié)了影響超硬涂層零件RCF壽命的各種因素，并應(yīng)用大型有限元軟件 ANSYS作為分析工具，以球—面接觸為模型，借助

2、數(shù)值模擬技術(shù)，針對典型的涂層材料，分析了涂層特性(彈性模量、涂層厚度)及載荷變化對滾動接觸應(yīng)力場的影響。
　　分析表明：最大剪應(yīng)力是導(dǎo)致超硬涂層零件RCF失效的根本原因，涂層的制備工藝及性能參數(shù)是超硬涂層零件RCF失效的重要影響因素；隨著涂層材料彈性模量和涂層厚度的增加，接觸面下方的最大等效應(yīng)力和最大剪應(yīng)力均不斷增大，但增長情況存在較大的差異；另外，由數(shù)值模擬結(jié)果可知：外載荷變化對最大剪應(yīng)力和最大等效應(yīng)力的影響呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性，

3、這為超硬涂層零件彈塑性應(yīng)力場計算公式的確立提供了有益的參考。
　　此外，本文借助于新型超硬涂層材料RCF試驗機，以超硬涂層推力軸承作試樣，做了大量的RCF壽命試驗，并應(yīng)用光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡對超硬涂層零件的RCF行為進行了研究。
　　實驗分析了涂層厚度、硬度分別對超硬涂層零件RCF壽命的影響。另外，本文還通過在潤滑油中添加硬質(zhì)顆粒的方法，對試樣進行了加速疲勞試驗，并對其疲勞行為和加速機理做了初步分析。
　　本文的