【摘要】： 滾動(dòng)接觸疲勞為疲勞的形式之一，在工業(yè)生產(chǎn)中，有很多工件如鐵軌、滾動(dòng)軸承、軋輥等的失效是由滾動(dòng)接觸疲勞引起的。本文提出了一個(gè)基于多軸疲勞損傷準(zhǔn)則的滾動(dòng)接觸疲勞壽命預(yù)測(cè)的新方法。 首先基于Jiang和Sehitoglu的循環(huán)塑性本構(gòu)模型構(gòu)筑了我國(guó)輪軌常用材料1070鋼的循環(huán)本構(gòu)關(guān)系，并通過用戶材料子程序UMAT將模型嵌入到ABAQUS中。有限元計(jì)算采用二維線性滾動(dòng)接觸理論模型，反復(fù)滾動(dòng)過程通過在接觸表面上移動(dòng)法向分布?jí)毫颓邢蚍植剂砟M，分布力通過隨時(shí)間變化的集中節(jié)點(diǎn)力幅值函數(shù)施加，節(jié)點(diǎn)力幅值函數(shù)在有限元計(jì)算之前由高斯積分計(jì)算得出。然后將有限元計(jì)算得到的接觸區(qū)域的彈塑性應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)，代入到基于塑性應(yīng)變能、臨界平面概念以及材料循環(huán)塑性記憶效應(yīng)的多軸疲勞損傷模型中，給出了滾動(dòng)接觸的啟裂壽命、啟裂位置和裂紋擴(kuò)展方向。 本文用該方法計(jì)算了1070鋼在不同局部滑動(dòng)條件ζ(ζ=Q／fp，p為法向壓力，Q為切向力，f為摩擦系數(shù))和各種法向壓力下的啟裂壽命、啟裂位置和裂紋擴(kuò)展方向。結(jié)果顯示，局部滑動(dòng)條件ζ對(duì)疲勞壽命和啟裂位置都有非常重要的影響。當(dāng)ζ=±1(純滑動(dòng))時(shí)，啟裂位置絕大多數(shù)發(fā)生在次表面，而對(duì)于其它的ζ均在接觸表面啟裂。 利用該預(yù)測(cè)滾動(dòng)接觸疲勞壽命的方法，可對(duì)滾動(dòng)接觸的啟裂壽命、啟裂位置和裂紋擴(kuò)展方向進(jìn)行準(zhǔn)確模擬計(jì)算，為滾動(dòng)接觸裂紋壽命的預(yù)測(cè)提供了一個(gè)嶄新的途徑。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TG142.15
【圖文】：

面產(chǎn)生麻點(diǎn)、剝落甚至斷裂的過程。一直以來，的接觸面的主要失效機(jī)制。滾動(dòng)接觸疲勞為接接觸的接觸副相接觸過程中，由于接觸區(qū)的循面形成裂紋并發(fā)展以致材料疲勞損傷失效。在滾動(dòng)軸承、軋輥等的失效是由滾動(dòng)接觸疲勞引觸疲勞研究，幾乎沒有考慮滾動(dòng)接觸構(gòu)件內(nèi)部在本質(zhì)上來說是經(jīng)驗(yàn)性的并且嚴(yán)重依賴于直接遍性。比如在軸承研究中，把外加載荷作為一給出一個(gè)較為簡(jiǎn)單的方程。但是對(duì)于滾動(dòng)接觸驗(yàn)，比如輪軌接觸疲勞等。Kapoorlo]等利用簡(jiǎn)勞模型，來預(yù)測(cè)滾動(dòng)接觸的疲勞啟裂。疲勞壽算得到的詳細(xì)的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)來代替經(jīng)驗(yàn)為主的

第一章概述出明顯的V型或者U型小凹坑，如圖1一1。這一深度都相對(duì)較小，一般為0.21刀111以下。麻點(diǎn)剝落通常容易在表面接觸應(yīng)力較小、摩擦力較大或者表面質(zhì)量較差時(shí)產(chǎn)生。麻點(diǎn)剝落一般成群發(fā)生，也稱為密集型斑脫。(2)剝離裂紋產(chǎn)生以后，一般與輥?zhàn)拥臐L動(dòng)方向一致，與接觸面成小銳角方向擴(kuò)展。當(dāng)裂紋擴(kuò)展到一定程度后，由于向心部擴(kuò)展受到阻力作用而改向表面擴(kuò)展，最后達(dá)到表面，形成材料的剝落。剝離主要是由淺層短裂紋引起的，見圖1一2。圖1一2淺層短裂紋(3)斷裂裂紋形成以后，走向與接觸面成很大銳角甚至直角擴(kuò)展，見圖1一3，裂紋不斷深入到接觸表面以下

第一章概述出明顯的V型或者U型小凹坑，如圖1一1。這一深度都相對(duì)較小，一般為0.21刀111以下。麻點(diǎn)剝落通常容易在表面接觸應(yīng)力較小、摩擦力較大或者表面質(zhì)量較差時(shí)產(chǎn)生。麻點(diǎn)剝落一般成群發(fā)生，也稱為密集型斑脫。(2)剝離裂紋產(chǎn)生以后，一般與輥?zhàn)拥臐L動(dòng)方向一致，與接觸面成小銳角方向擴(kuò)展。當(dāng)裂紋擴(kuò)展到一定程度后，由于向心部擴(kuò)展受到阻力作用而改向表面擴(kuò)展，最后達(dá)到表面，形成材料的剝落。剝離主要是由淺層短裂紋引起的，見圖1一2。圖1一2淺層短裂紋(3)斷裂裂紋形成以后，走向與接觸面成很大銳角甚至直角擴(kuò)展，見圖1一3，裂紋不斷深入到接觸表面以下

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 廖海平;線接觸高副機(jī)構(gòu)摩擦學(xué)設(shè)計(jì)與分析[D];西南交通大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2807045