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论疲劳中碳钢接触形式对微动疲劳影响站

收藏本文 2024-04-08 点赞:7006 浏览:23581 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:微动疲劳现象在机械行业,特别是核工业和航空工业领域大量有着。相比普通疲劳,微动疲劳由于微动作用,易造成接触表面摩擦磨损,以而加速裂纹萌生和扩展,使机械构件因微动疲劳而提前断裂失效,造成重大事故和经济损失。本论文选取中碳钢45号钢通过微动疲劳实验、微动接触面显微观察和微动模型有限元模拟全面浅析探讨了面接触和线接触这两种接触形式对微动疲劳的影响。本论文的主要工作和成果如下:1.设计了桥脚面分别为平面、半径40mm和70mm圆柱面的微动桥,带有两平行平面的试样,结合岛津试验机实现了接触形式为面接触和线接触的微动疲劳实验。2.建立了与三种微动模型相应的有限元模型,并验证了有限元模拟计算的准确性及可行性。通过大量有限元模拟计算得到了实验载荷,使得本论文接触形式的比较有同一个基础,即基于相同的循环应力幅。3.通过微动疲劳实验,得到了各试样在不同接触形式下的微动疲劳寿命,拟合出相应循环应力幅Sa与微动疲劳寿命N之间的联系曲线和联系式。比较浅析得出,接触形式的不同对微动疲劳寿命有较大的影响。4.观察了试样微动接触表面,对照微观形貌,探讨了微动磨损历程和机理。比较面接触和线接触的微动磨损面,显微观察显示,相比面接触,线接触下的磨损面更加光亮平整。5.运用有限元计算结果,浅析了试样微动接触面在同样的循环应力幅下,不同接触形式对应的应力、应力幅分布情况,并得出了应力幅对裂纹的萌生和扩展起主要作用。本论文以宏观到微观浅析了接触形式对微动疲劳的影响,并得出了一些结论。本课题还可以结合普通疲劳寿命论述及断裂力学进行量化探讨,对微动区域的应力分布与寿命的定量联系做进一步探讨。关键词:微动疲劳论文接触形式论文疲劳寿命论文微动磨损论文有限元浅析论文

    摘要5-6

    ABSTRACT6-10

    第1章 绪论10-18

    1.1 探讨背景及作用10-11

    1.1.1 概念10

    1.1.2 探讨作用10-11

    1.2 微动疲劳的进展历程11-12

    1.3 微动疲劳的探讨近况及走势12-14

    1.3.1 微动疲劳的影响因素12-13

    1.3.2 微动疲劳实验模型13

    1.3.3 微动疲劳裂纹萌生特性及寿命的论述探讨13-14

    1.3.4 数值策略在微动疲劳探讨中的运用14

    1.3.5 微动疲劳探讨的进展走势14

    1.4 微动疲劳接触形式的探讨进展及有着不足14-16

    1.4.1 接触形式对微动疲劳的影响探讨进展14-15

    1.4.2 有着不足15-16

    1.5 本论文主要的探讨内容16-17

    1.6 本论文结构17-18

    第2章 微动疲劳实验装置设计18-26

    2.1 微动接触模型18-19

    2.2 微动实验试样设计19-20

    2.3 微动实验微动桥结构设计和校核20-23

    2.3.1 微动桥结构设计20-21

    2.3.2 微动桥强度和刚度校核21-23

    2.4 微动实验装置装配图23-24

    2.5 本章小结24-26

    第3章 微动疲劳实验载荷设计26-35

    3.1 接触不足26-29

    3.1.1 接触不足简述26-27

    3.1.2 Hertz接触论述27-28

    3.1.3 接触不足有限元浅析28-29

    3.2 微动疲劳实验思路29

    3.3 有限元模型的建立及验算29-32

    3.3.1 有限元模型的建立29-31

    3.3.2 有限元模型的验算31-32

    3.4 实验载荷设计32-34

    3.5 本章小结34-35

    第4章 接触形式对微动疲劳影响的实验探讨35-55

    4.1 实验原理和策略35-38

    4.1.1 实验原理35

    4.1.2 标定微动桥35-36

    4.1.3 实验案例36-38

    4.2 实验结果与讨论38-47

    4.2.1 试样拉伸试验结果38

    4.2.2 微动桥标定结果38-42

    4.2.3 微动疲劳寿命结果浅析42-46

    4.2.4 微动磨屑的影响浅析46-47

    4.3 微动接触面显微观察与讨论47-53

    4.3.1 微动接触面形貌特点观察与讨论47-51

    4.3.2 不同接触形式下的微动接触面磨损特点51-53

    4.4 本章小结53-55

    第5章 微动疲劳接触应力的有限元浅析55-67

    5.1 不同接触形式有限元接触模型55-57

    5.2 有限元计算结果与浅析57-66

    5.2.1 微动接触模型应力强度云图57-59

    5.2.2 试样微动接触面应力强度59-61

    5.2.3 试样接触面应力强度幅度61-65

    5.2.4 试样断裂位置与应力幅值位置比较65-66

    5.3 本章小结66-67

    第6章 结论与展望67-69

    6.1 结论67-68

    6.2 展望68-69

    符号说明69-70

    附录70-72

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