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316L不锈钢弯曲微动疲劳特性数值模拟

收藏本文 2024-02-01 点赞:5658 浏览:17962 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:微动疲劳普遍有着机械行业、核反应堆、航空航天、铁路、汽车、电力工业和电信装备等领域的紧配合部件中。随着高科技的不断进展,对高精度、长寿命、高可靠性以及各种工况条件的苛刻要求,微动疲劳的危害日益凸显,现已成为了一些关键零部件失效的主要理由之一。由此,微动疲劳的探讨受到了越来越多国内外学者的关注。目前绝大多数的探讨工作主要是针对拉压微动疲劳开展,而对弯曲微动疲劳的探讨较少,且探讨尚不够系统。本论文是在316L不锈钢弯曲微动疲劳的试验探讨基础上,开展的其ABAQUS有限元数值模拟。通过有限元计算对试验中的现象进行了诠释,如疲劳裂纹萌生位置、疲劳寿命预测以及试验中的翘曲现象。主要的探讨内容有:(1)采取平面应变模型浅析了弯曲微动疲劳历程中的接触状态,讨论循环载荷、摩擦系数和法向载荷对接触表面的应力应变的影响;(2)建立了三维实体模型浅析了接触面上的压应力及摩擦切应力分布,验证了试验中观察到的翘曲效应;(3)建立了考虑弯曲效应的三维实体模型计算结果转换的平面应变模型;(4)采取临界平面法的多轴失效准则SWT模型来预测接触区域的裂纹萌生位置及其疲劳寿命,其预测的疲劳寿命与实验结果非常吻合。关键词:弯曲微动疲劳论文翘曲效应论文SWT模型论文裂纹萌生论文寿命预测论文

    摘要6-7

    ABSTRACT7-10

    第1章 绪论10-27

    1.1 微动的基本概念10

    1.2 微动的分类10-12

    1.3 常见微动疲劳实例12-15

    1.4 微动不足的经典力学浅析15-21

    1.4.1 无摩擦Hertz弹论述16-19

    1.4.2 球/平面接触的Mindpn切应力分布论述19-21

    1.5 有限元法及接触不足的有限元法21-23

    1.5.1 有限元的进展概况21-22

    1.5.2 接触不足的有限元法22-23

    1.6 微动疲劳的探讨作用与进展23-25

    1.6.1 微动疲劳探讨作用23

    1.6.2 微动疲劳国内外探讨近况23-25

    1.7 本论文的探讨的主要内容25-27

    第2章 弯曲微动在有限元中的实现27-58

    2.1 弯曲微动的有限元接触浅析模型27-32

    2.1.1 弯曲微动试验装置介绍27-28

    2.1.2 弯曲微动二维平面应变模型28-29

    2.1.3 弯曲微动三维实体模型29-31

    2.1.4 材料参数31

    2.1.5 约束及加载工况设置31-32

    2.2 弯曲微动平面模型计算结果32-43

    2.2.1 平面应变模型接触表面的应力应变32-38

    2.2.2 法向载荷对接触表面的应力应变影响38-40

    2.2.3 摩擦系数对接触表面的应力应变影响40-43

    2.3 三维模型计算结果及其翘曲效应43-53

    2.3.1 弯曲微动试验中的翘曲效应43-45

    2.3.2 有限元模拟弯曲微动翘曲效应45-53

    2.4 考虑翘曲效应平面模型的讨论53-54

    2.5 有限元计算结果的可靠性浅析54-56

    2.6 本章小结56-58

    第3章 裂纹萌生位置及其寿命预测58-64

    3.1 多轴疲劳的临界平面法58-60

    3.2 裂纹萌生位置预测60-62

    3.3 裂纹疲劳寿命预测62-63

    3.4 本章小结63-64

    第4章 总结及展望64-66

    4.1 总结64-65

    4.2 展望65-66

    致谢66-67

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