本文關鍵詞：低法向載荷點接觸的微動疲勞壽命研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：零部件之間的接觸在機械結構中普遍存在。承受交變載荷時,接觸區(qū)域的零部件會出現(xiàn)微動疲勞失效。在航空工業(yè)和核工業(yè)中,微動疲勞是造成關鍵零部件失效的原因之一。當前的結構設計大多以強度分析為核心,往往忽視了零件間接觸引起的微動疲勞失效。對于核電設備、飛行器中的核心部件的設計,通常需考慮各種可能的失效因素。目前在這些設備的設計工作中,已開始考慮微動疲勞對設備壽命的影響。因此對各類接觸形式的微動疲勞壽命研究是十分必要的。本文以微動橋加載的結構為研究對象,在Hertz接觸理論的基礎上,通過有限元計算和壓痕實驗,研究了低法向載荷點接觸狀態(tài)下微動疲勞中的壓痕形成規(guī)律,以及壓痕對微動疲勞壽命的影響。本文的主要工作和成果如下:1.開展了低法向載荷點接觸的壓痕實驗。針對微動橋加載結構,采用有限元分析方法,探索了低法向載荷點接觸的壓痕形成規(guī)律。獲得了法向載荷PN、試樣半徑R1、微動橋腳半徑R2等參數(shù),與壓痕深度d、壓痕根部曲率半徑ρ的關系。獲得了交變載荷作用下的壓痕尺寸變化規(guī)律。得到了壓痕幾何尺寸和應力集中系數(shù)的關系。2.采用Mises等效應力作為表征參數(shù),分析了低法向載荷作用下,接觸區(qū)域節(jié)點的等效應力—時間歷程。討論了接觸區(qū)域中點和接觸邊緣點,在微動條件下疲勞損傷的競爭關系。分析結果表明,微動疲勞壽命是接觸應力循環(huán)和軸向拉應力循環(huán)決定的。在此基礎上,提出了微動疲勞壽命的預測方法,經(jīng)與實驗結果的對比,該預測方法是偏安全的。
【關鍵詞】：微動疲勞 有限元 應力集中 點接觸 壓痕尺寸 壽命預測
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH114
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 微動疲勞的研究歷程9-10
• 1.3 微動疲勞研究進展10-17
• 1.3.1 法向載荷對微動疲勞壽命的影響10-11
• 1.3.2 微動疲勞的實驗模型11-12
• 1.3.3 有限元法在微動疲勞研究中的應用12
• 1.3.4 點接觸形式的微動疲勞研究12-14
• 1.3.5 微動疲勞的裂紋萌生預測14-17
• 1.4 本文的研究內(nèi)容17-19
• 第2章 接觸力學分析及有限元模擬19-30
• 2.1 Hertz接觸理論19-21
• 2.2 接觸問題的有限元分析21-25
• 2.2.1 有限元法求解接觸問題21-22
• 2.2.2 有限元模型的建立22-25
• 2.3 有限元模型的驗證25-29
• 2.3.1 Hertz理論計算25-27
• 2.3.2 有限元計算27-28
• 2.3.3 Hertz理論計算和有限元計算的結果對比28-29
• 2.4 本章小結29-30
• 第3章 點接觸壓痕實驗及有限元計算結果評價30-42
• 3.1 實驗原理及步驟30-34
• 3.1.1 實驗原理30-31
• 3.1.2 實驗方案31-34
• 3.2 殘余壓痕尺寸的有限元計算34-35
• 3.3 實驗結果與計算結果的對比35-40
• 3.4 本章小結40-42
• 第4章 接觸壓痕尺寸計算及損傷評價42-63
• 4.1 壓痕尺寸的數(shù)值計算42-56
• 4.1.1 初始接觸壓痕尺寸的計算43-54
• 4.1.2 交變載荷作用下接觸壓痕的尺寸變化54-56
• 4.2 壓痕尺寸與應力集中系數(shù)的關系56-61
• 4.3 本章小結61-63
• 第5章 微動疲勞的等效應力—時間歷程分析及壽命預測63-84
• 5.1 壽命預測參數(shù)的選取63-64
• 5.2 等效應力—時間歷程的計算及分析64-75
• 5.2.1 等效應力—時間歷程的計算64-68
• 5.2.2 接觸區(qū)域等效應力—時間歷程的分析68-70
• 5.2.3 接觸區(qū)域疲勞損傷競爭關系的討論及危險點位置的判斷70-71
• 5.2.4 危險點的等效應力—時間歷程分析71-75
• 5.3 微動疲勞壽命的預測75-82
• 5.3.1 Manson-Coffin方程的介紹75-76
• 5.3.2 微動疲勞的壽命預測方法76-79
• 5.3.3 微動疲勞壽命的計算79-80
• 5.3.4 預測壽命與實驗壽命的對比80-82
• 5.4 本章小結82-84
• 第6章 總結與展望84-87
• 6.1 結論84-85
• 6.2 展望85-87
• 符號說明87-89
• 附錄89-90
• 參考文獻90-93
• 致謝93-94
• 攻讀學位期間參加的科研項目和成果94

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙華,周仲榮;數(shù)值方法在微動疲勞研究中的應用進展[J];摩擦學學報;2000年04期

2 戴振東,王珉,朱如鵬,潘升才;高溫復合載荷下鈦合金微動疲勞特性的研究(英文)[J];應用科學學報;2001年03期

3 ;第六屆微動疲勞國際專題會議　[J];中國機械工程;2009年16期

4 邢海軍;趙穎娣;俞新宇;蘇彬;孫偉明;;45號鋼微動疲勞門坎值特性研究[J];浙江工業(yè)大學學報;2011年06期

5 陶治奇;張旭;王維;劉杰;;關于微動疲勞的研究進展和相關應用介紹[J];科技風;2013年05期

6 呂寶桐;李東紫;鄭修麟;;16Mn鋼的微動疲勞壽命[J];機械強度;1991年03期

7 歐陽祖行,潘升材,李映平,王春明;微動疲勞損傷試驗設計研究[J];航空學報;1992年07期

8 許琦;孫志國;;高低周復合載荷燕尾型榫聯(lián)接微動疲勞的試驗研究[J];鹽城工學院學報;1997年02期

9 戴振東，朱如鵬，潘升材，王珉;高溫不銹鋼與鈦合金微動疲勞特性的實驗研究[J];航空學報;1999年03期

10 李康;付雪松;周文龍;;鈦合金榫頭微動疲勞試驗研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J];鈦工業(yè)進展;2014年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 彭金方;朱e，

本文編號：260572