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

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

圖 1-2 微動(dòng)磨損，微動(dòng)疲勞和微動(dòng)腐蝕Fig.1-2 Fretting wear, fretting fatigue and fretting corrosion需要指出的是，微動(dòng)磨損、微動(dòng)疲勞和微動(dòng)腐蝕并不是 3 種損傷機(jī)制，而只是微動(dòng)的 3 種類型，損傷機(jī)制主要有兩種，即微動(dòng)導(dǎo)致的磨損和微動(dòng)導(dǎo)致的疲勞。微動(dòng)損傷普遍存在于機(jī)械行業(yè)、航空航天、核反應(yīng)堆、電力工業(yè)、橋梁工程、
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TH117.1

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 吳勇;陳琴珠;鄒慧君;;摩擦離合器螺栓聯(lián)接預(yù)緊力對(duì)疲勞壽命的影響[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2012年06期

本文編號(hào)：2639317