【摘要】： 微疲勞損傷廣泛存在于各種機械接觸變載荷作用的構(gòu)件上,如螺栓,軸承,鍵槽和榫槽等。微動疲勞會加速受微動作用構(gòu)件的接觸處表面及表層裂紋的萌生和擴展,在微動疲勞的早期階段裂紋生長速率較高,導致了微動條件下金屬構(gòu)件過早失效,大幅度降低長壽命構(gòu)件壽命。因此,研究微動疲勞裂紋的萌生和擴展行為具有重要的實際意義。本文通過對具有“滾動-滑動”接觸特征的典型構(gòu)件進行數(shù)值分析和仿真研究,探討微動疲勞萌生機理及微動疲勞壽命影響因素。 首先,針對微動疲勞的主要影響參數(shù)對微動疲勞裂紋萌生應力應變情況進行數(shù)值分析。提出了一種具有“滾動-滑動”微動特征的微動疲勞裂紋萌生的控制模型。該模型提供了復合滾動微動和滑動微動的主要影響因素的綜合控制參數(shù),該參數(shù)能夠?qū)ξ恿鸭y萌生的位置進行預測。 其次,應用斷裂力學的平均應變法對微動疲勞壽命進行預測。根據(jù)典型的具有“滾動-滑動”特征的微動接觸副的幾何結(jié)構(gòu),建立了微動接觸有限元模型;基于該計算模型能夠求得接觸表面的應力場;通過修改相應的接觸參數(shù)分析了純滾動、純滑動以及“滾動-滑動”三種典型工況下微動疲勞裂紋萌生壽命和微動疲勞裂紋總體壽命;并進一步分析了接觸壓力、摩擦系數(shù)、載荷頻率對微動裂紋萌生及微動疲勞壽命的影響。 最后,對工程實際中的具有典型“滾動-滑動”特征的三種微動疲勞失效實例:燕尾榫聯(lián)接配合微動疲勞、軸承鋼球微動疲勞以及柱面-平面接觸微動疲勞進行了數(shù)值計算和仿真分析,并將分析計算結(jié)果并與實際失效進行對比分析,結(jié)果比較吻合。全文系統(tǒng)分析了微動振幅、法向壓力、以及摩擦系數(shù)對微動疲勞損傷機影響規(guī)律。
【圖文】：

圖 1-1 微動運行的 4 種基本形式Fig.1-1 4 kinds of fretting mode在平移式微動，習慣上又分為 3 類[1]：微動磨損：通常是指接觸表面的相對位移由接觸副外界振動引起的微動，接觸副只受局部接觸載荷，，或承受固定的預應力。如圖 1-2(a)所示。

圖 1-2 微動磨損，微動疲勞和微動腐蝕Fig.1-2 Fretting wear, fretting fatigue and fretting corrosion需要指出的是，微動磨損、微動疲勞和微動腐蝕并不是 3 種損傷機制，而只是微動的 3 種類型，損傷機制主要有兩種，即微動導致的磨損和微動導致的疲勞。微動損傷普遍存在于機械行業(yè)、航空航天、核反應堆、電力工業(yè)、橋梁工程、
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TH117.1

【引證文獻】

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1 吳勇;陳琴珠;鄒慧君;;摩擦離合器螺栓聯(lián)接預緊力對疲勞壽命的影響[J];機械設計與研究;2012年06期

本文編號：2639317