金屬材料的失效一半以上源于疲勞破壞,而對承受交變載荷為主的光滑結(jié)構(gòu)或零部件,短裂紋的萌生與擴展占疲勞總壽命70%以上。LZ50鋼作為我國車輛常用材料,由其加工的車軸長期服役于各種惡劣環(huán)境中,承受的載荷形式復雜多變�；趩我惠d荷或單一加載路徑下的疲勞性能參量開展實際工程結(jié)構(gòu)疲勞壽命預測或安全評價,可能得到偏于危險或過于保守的結(jié)論�；诖�,本文開展7種拉扭載荷復合加載路徑下LZ50鋼光滑漏斗圓棒試樣的疲勞短裂紋復型試驗,研究不同拉扭應力幅比對短裂紋行為的影響。1.完成了7種載荷路徑下的短裂紋復型試驗。結(jié)果表明無論哪種路徑,短裂紋擴展率均會出現(xiàn)兩次明顯降速,且降速時裂紋尺寸與微觀結(jié)構(gòu)障礙尺寸基本對應;隨著拉扭應力幅比減小,相同短裂紋尺度下的擴展速率減小,短裂紋萌生與擴展周期縮短。2.對比7種加載路徑,隨著拉扭應力幅比的降低,疲勞斷裂面和試樣軸向的夾角也不斷減小,試樣壽命逐漸增加。對斷口進行了SEM觀測,可見隨著拉扭應力幅比的降低,裂紋萌生從單裂紋源逐漸過渡為多裂紋源;裂紋源區(qū)形貌從河流散射狀與疲勞條紋共存過渡為擦痕與疲勞條紋共存;擴展區(qū)從疲勞條紋為主過渡為擦傷痕跡為主;瞬斷區(qū)從數(shù)量多且呈圓形... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

三種載荷下的裂紋擴展與軸向夾角

材料軸在服役過程中主要承受旋轉(zhuǎn)彎曲載荷，同時還會受到拉、扭、沖擊等作用，服役環(huán)境惡劣，以車軸常用材料 LZ50 鋼為對象開展短裂紋試驗研軸的制造、運用和管理具有較大意義。 2-1 所示為試驗用材料 LZ50 車軸鋼鋼坯，經(jīng)過兩次單獨的熱處理：第一次 2.5 小時正火，第二次在 800℃下保溫 2.5 小時正火，最后，570℃保溫 1理。經(jīng)過這兩次正火和一次回火后，其性能須滿足 TB2945-1999，《鐵道鋼車軸及鋼坯技術(shù)條件》[59]的要求。LZ50 鋼的化學成分（除 Fe 外）如表表 2-1 LZ50 鋼化學成分表名 C SiMnCrNiCuAL P %） 0.47 0.26 0.78 0.02 0.028 0.15 0.021 <0.014

西南交通大學碩士研究生學位論文 第體+片層狀珠光體”及帶狀珠光體間距結(jié)構(gòu)：圖 2-2a 可明顯看出材料的帶狀帶狀分布與加工工藝相關(guān)；放大觀察倍數(shù)，從圖 2-2b 可看出穿插分布的鐵體，其中，鐵素體的大小、取向、分布的間距錯綜復雜，具有較大分散性，徑平均值為 19μm 左右，帶狀間距范圍在 80~200μm；當放大至 1000 倍以和圖 2-2d，能夠更清晰的看出白色鐵素體和片層狀珠光體的分布，其形狀分散性較大。


本文編號：3211372