中碳鋼接觸形式對微動疲勞的影響研究.pdf

1、微動疲勞現象在機械行業，特別是核工業和航空工業領域大量存在。相比普通疲勞，微動疲勞由于微動作用，易造成接觸表面摩擦磨損，從而加速裂紋萌生和擴展，使機械構件因微動疲勞而提前斷裂失效，造成重大事故和經濟損失。
　　 本文選取中碳鋼45號鋼通過微動疲勞實驗、微動接觸面顯微觀察和微動模型有限元模擬全面分析研究了面接觸和線接觸這兩種接觸形式對微動疲勞的影響。本文的主要工作和成果如下：
　　 1.設計了橋腳面分別為平面、半徑40 m

2、m和70 mm圓柱面的微動橋，帶有兩平行平面的試樣，結合島津試驗機實現了接觸形式為面接觸和線接觸的微動疲勞實驗。
　　 2.建立了與三種微動模型相應的有限元模型，并驗證了有限元模擬計算的準確性及可行性。通過大量有限元模擬計算得到了實驗載荷，使得本文接觸形式的比較有同一個基礎，即基于相同的循環應力幅。
　　 3.通過微動疲勞實驗，得到了各試樣在不同接觸形式下的微動疲勞壽命，擬合出相應循環應力幅品與微動疲勞壽命Ⅳ之間的關系曲

3、線和關系式。對比分析得出，接觸形式的不同對微動疲勞壽命有較大的影響。
　　 4.觀察了試樣微動接觸表面，對照微觀形貌，探討了微動磨損過程和機理。對比面接觸和線接觸的微動磨損面，顯微觀察顯示，相比面接觸，線接觸下的磨損面更加光亮平整。
　　 5.運用有限元計算結果，分析了試樣微動接觸面在同樣的循環應力幅下，不同接觸形式對應的應力、應力幅分布情況，并得出了應力幅對裂紋的萌生和擴展起主要作用。
　　 本文從宏觀到微觀分