資源描述：
《微動(dòng)疲勞強(qiáng)度及壽命估算研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、摘要微動(dòng)疲勞是航空、航天、交通、核工業(yè)設(shè)施和人體植入關(guān)節(jié)材料等的重要失效形式之一，其損傷過(guò)程中接觸區(qū)應(yīng)力的分布因表面磨損作用而復(fù)雜化，且隨時(shí)間不斷改變，致使微動(dòng)疲勞強(qiáng)度或壽命估算模型的建立較為困難，由于微動(dòng)疲勞將導(dǎo)致構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的顯著降低或早期疲勞斷裂，造成突發(fā)性的災(zāi)難事故，故對(duì)構(gòu)件微動(dòng)疲勞強(qiáng)度或壽命進(jìn)行估算極為重要。本文以通用有限元分析軟件ANSYS為工具，計(jì)算了微動(dòng)接觸應(yīng)力的分布。研究了磨損對(duì)微動(dòng)疲勞裂紋萌生的影響，設(shè)計(jì)了微動(dòng)磨損試驗(yàn)裝鼉，提出了基于斷裂力學(xué)方法的微動(dòng)疲勞壽命估算方法，擬為航
2、空結(jié)構(gòu)安全性提供技術(shù)支持。主要研究結(jié)論如下：(1)結(jié)合我們自己的微動(dòng)疲勞實(shí)驗(yàn)裝置，用ANSYS有限元分析軟件建立計(jì)算模型，驗(yàn)證了所建模型的正確性，計(jì)算了微動(dòng)接觸應(yīng)力的分布，計(jì)算結(jié)果表明：名義接觸壓力與摩擦因數(shù)一定時(shí)，隨著循環(huán)載荷的增大，接觸面上粘著區(qū)、滑動(dòng)區(qū)和張開(kāi)區(qū)發(fā)生變遷，其中粘著區(qū)不斷減小，而滑動(dòng)區(qū)和張開(kāi)區(qū)不斷增大，拉應(yīng)力與剪應(yīng)力在粘／滑交界處存在突變，擴(kuò)展性裂紋將在這一區(qū)域萌生；固定循環(huán)載荷及名義接觸壓力時(shí)，隨著摩擦因數(shù)的減小，粘著區(qū)減小，滑動(dòng)區(qū)增大，而張開(kāi)區(qū)幾乎不變，拉應(yīng)力與剪應(yīng)力較大的
3、突變出現(xiàn)在粘／滑交界處，擴(kuò)展性裂紋仍萌生在該位置，并隨摩擦因數(shù)減小向內(nèi)側(cè)移動(dòng)：循環(huán)載荷及摩擦因數(shù)一定時(shí)，隨著名義接觸壓力的增大，粘著區(qū)和張開(kāi)區(qū)減小，而滑動(dòng)區(qū)呈現(xiàn)出先增大后減小特征，拉應(yīng)力與剪應(yīng)力分布較大突變的粘／滑交界區(qū)向接觸面外側(cè)移動(dòng)，此處仍是裂紋萌生幾率最大的位置之一，另外在滑／張開(kāi)交界處拉應(yīng)力與剪應(yīng)力由于同樣存在較大的突變，此處也是擴(kuò)展性裂紋易萌生的區(qū)域。(·2)提出了基于斷裂力學(xué)基礎(chǔ)的微動(dòng)疲勞裂紋擴(kuò)展壽命估算方法，其關(guān)鍵是求得接觸面上的接觸力P(X)和f(x)的分布，用ANSYS有限元軟
4、件可以計(jì)算出接觸力的分布，并用所提出的微動(dòng)疲勞裂紋擴(kuò)展壽命估算方法估算了擴(kuò)展壽命為主的微動(dòng)疲勞試驗(yàn)，估算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)吻合，說(shuō)明估算方法是正確的。(3)研究了微動(dòng)磨損對(duì)微動(dòng)疲勞裂紋萌生位置的影響，隨著磨損的增大，始發(fā)裂紋萌生的位置由微動(dòng)接觸區(qū)外側(cè)邊緣向內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)移，形成一條由磨損引起的損傷帶，．裂紋萌生在拉應(yīng)力及其應(yīng)力梯度最大的橋足外接觸邊緣處。(4)以常規(guī)疲勞試驗(yàn)機(jī)為微動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了滿足常溫和高溫環(huán)境下材料微動(dòng)磨損行為評(píng)價(jià)的試驗(yàn)裝置。關(guān)鍵詞：微動(dòng)疲勞；接觸力學(xué)；裂紋；壽命；有限元分析；微動(dòng)
5、磨損號(hào)-E!E!昌—tE±!自-E=!=__j々=曩II==詈=_!自!jE!s=■E!，!_-!!=_-j自!目_lE目e目-l==E_E!E目·_=口目A·E0目墨ctbStraAbstracl：Frettingfatigueisoneofimportantfailurcfolmsofaviation．a(chǎn)stronavigution．communication，anclearindustryfacilityandmaterialsofhumanimplantarticulationandso
6、on．Intheprocessoffrettingdamagethestressdistributiononcontactzoneiscomplexbecauseofwearingoncontactsurface．Thestressdistributioncontinuouslychangeswiththetime．Soitisverydifficultfortheestablishmentofestimatingmodeloffrettingfatiguestrengthandlife．Fre
7、ttingfatiguecallleadtosignificantreductionoffatiguestrengthorfatigueeractureinearlYstage，thesecanmakeunplannedcatastrophicaccident．Soitisveryimportanttoestimatefrettingfatiguestrengthandlifeofcomponent．UniversalfiniteelementanalysissoftwareANSYSactas
8、atoolinthispaper,thedistributionoffrettingcontactstresswascalculated．thewearinginfluenceoniIlitiationoffrettingfatiguecrackswasstudied，thefrettingweartestapparatuswasdesigned，anestimationmethodbasedfracturemechanicsofthefrettingfatiguelifewaspresente
