中碳鋼接觸形式對微動(dòng)疲勞的影響研究.pdf

1、微動(dòng)疲勞現(xiàn)象在機(jī)械行業(yè)，特別是核工業(yè)和航空工業(yè)領(lǐng)域大量存在。相比普通疲勞，微動(dòng)疲勞由于微動(dòng)作用，易造成接觸表面摩擦磨損，從而加速裂紋萌生和擴(kuò)展，使機(jī)械構(gòu)件因微動(dòng)疲勞而提前斷裂失效，造成重大事故和經(jīng)濟(jì)損失。
　　 本文選取中碳鋼45號鋼通過微動(dòng)疲勞實(shí)驗(yàn)、微動(dòng)接觸面顯微觀察和微動(dòng)模型有限元模擬全面分析研究了面接觸和線接觸這兩種接觸形式對微動(dòng)疲勞的影響。本文的主要工作和成果如下：
　　 1.設(shè)計(jì)了橋腳面分別為平面、半徑40 m

2、m和70 mm圓柱面的微動(dòng)橋，帶有兩平行平面的試樣，結(jié)合島津試驗(yàn)機(jī)實(shí)現(xiàn)了接觸形式為面接觸和線接觸的微動(dòng)疲勞實(shí)驗(yàn)。
　　 2.建立了與三種微動(dòng)模型相應(yīng)的有限元模型，并驗(yàn)證了有限元模擬計(jì)算的準(zhǔn)確性及可行性。通過大量有限元模擬計(jì)算得到了實(shí)驗(yàn)載荷，使得本文接觸形式的比較有同一個(gè)基礎(chǔ)，即基于相同的循環(huán)應(yīng)力幅。
　　 3.通過微動(dòng)疲勞實(shí)驗(yàn)，得到了各試樣在不同接觸形式下的微動(dòng)疲勞壽命，擬合出相應(yīng)循環(huán)應(yīng)力幅品與微動(dòng)疲勞壽命Ⅳ之間的關(guān)系曲

3、線和關(guān)系式。對比分析得出，接觸形式的不同對微動(dòng)疲勞壽命有較大的影響。
　　 4.觀察了試樣微動(dòng)接觸表面，對照微觀形貌，探討了微動(dòng)磨損過程和機(jī)理。對比面接觸和線接觸的微動(dòng)磨損面，顯微觀察顯示，相比面接觸，線接觸下的磨損面更加光亮平整。
　　 5.運(yùn)用有限元計(jì)算結(jié)果，分析了試樣微動(dòng)接觸面在同樣的循環(huán)應(yīng)力幅下，不同接觸形式對應(yīng)的應(yīng)力、應(yīng)力幅分布情況，并得出了應(yīng)力幅對裂紋的萌生和擴(kuò)展起主要作用。
　　 本文從宏觀到微觀分