本文關(guān)鍵詞：低法向載荷點(diǎn)接觸的微動疲勞壽命研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：零部件之間的接觸在機(jī)械結(jié)構(gòu)中普遍存在。承受交變載荷時,接觸區(qū)域的零部件會出現(xiàn)微動疲勞失效。在航空工業(yè)和核工業(yè)中,微動疲勞是造成關(guān)鍵零部件失效的原因之一。當(dāng)前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大多以強(qiáng)度分析為核心,往往忽視了零件間接觸引起的微動疲勞失效。對于核電設(shè)備、飛行器中的核心部件的設(shè)計(jì),通常需考慮各種可能的失效因素。目前在這些設(shè)備的設(shè)計(jì)工作中,已開始考慮微動疲勞對設(shè)備壽命的影響。因此對各類接觸形式的微動疲勞壽命研究是十分必要的。本文以微動橋加載的結(jié)構(gòu)為研究對象,在Hertz接觸理論的基礎(chǔ)上,通過有限元計(jì)算和壓痕實(shí)驗(yàn),研究了低法向載荷點(diǎn)接觸狀態(tài)下微動疲勞中的壓痕形成規(guī)律,以及壓痕對微動疲勞壽命的影響。本文的主要工作和成果如下:1.開展了低法向載荷點(diǎn)接觸的壓痕實(shí)驗(yàn)。針對微動橋加載結(jié)構(gòu),采用有限元分析方法,探索了低法向載荷點(diǎn)接觸的壓痕形成規(guī)律。獲得了法向載荷PN、試樣半徑R1、微動橋腳半徑R2等參數(shù),與壓痕深度d、壓痕根部曲率半徑ρ的關(guān)系。獲得了交變載荷作用下的壓痕尺寸變化規(guī)律。得到了壓痕幾何尺寸和應(yīng)力集中系數(shù)的關(guān)系。2.采用Mises等效應(yīng)力作為表征參數(shù),分析了低法向載荷作用下,接觸區(qū)域節(jié)點(diǎn)的等效應(yīng)力—時間歷程。討論了接觸區(qū)域中點(diǎn)和接觸邊緣點(diǎn),在微動條件下疲勞損傷的競爭關(guān)系。分析結(jié)果表明,微動疲勞壽命是接觸應(yīng)力循環(huán)和軸向拉應(yīng)力循環(huán)決定的。在此基礎(chǔ)上,提出了微動疲勞壽命的預(yù)測方法,經(jīng)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比,該預(yù)測方法是偏安全的。
【關(guān)鍵詞】：微動疲勞 有限元 應(yīng)力集中 點(diǎn)接觸 壓痕尺寸 壽命預(yù)測
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH114
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 微動疲勞的研究歷程9-10
• 1.3 微動疲勞研究進(jìn)展10-17
• 1.3.1 法向載荷對微動疲勞壽命的影響10-11
• 1.3.2 微動疲勞的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>11-12
• 1.3.3 有限元法在微動疲勞研究中的應(yīng)用12
• 1.3.4 點(diǎn)接觸形式的微動疲勞研究12-14
• 1.3.5 微動疲勞的裂紋萌生預(yù)測14-17
• 1.4 本文的研究內(nèi)容17-19
• 第2章 接觸力學(xué)分析及有限元模擬19-30
• 2.1 Hertz接觸理論19-21
• 2.2 接觸問題的有限元分析21-25
• 2.2.1 有限元法求解接觸問題21-22
• 2.2.2 有限元模型的建立22-25
• 2.3 有限元模型的驗(yàn)證25-29
• 2.3.1 Hertz理論計(jì)算25-27
• 2.3.2 有限元計(jì)算27-28
• 2.3.3 Hertz理論計(jì)算和有限元計(jì)算的結(jié)果對比28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 點(diǎn)接觸壓痕實(shí)驗(yàn)及有限元計(jì)算結(jié)果評價30-42
• 3.1 實(shí)驗(yàn)原理及步驟30-34
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)原理30-31
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)方案31-34
• 3.2 殘余壓痕尺寸的有限元計(jì)算34-35
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果的對比35-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第4章 接觸壓痕尺寸計(jì)算及損傷評價42-63
• 4.1 壓痕尺寸的數(shù)值計(jì)算42-56
• 4.1.1 初始接觸壓痕尺寸的計(jì)算43-54
• 4.1.2 交變載荷作用下接觸壓痕的尺寸變化54-56
• 4.2 壓痕尺寸與應(yīng)力集中系數(shù)的關(guān)系56-61
• 4.3 本章小結(jié)61-63
• 第5章 微動疲勞的等效應(yīng)力—時間歷程分析及壽命預(yù)測63-84
• 5.1 壽命預(yù)測參數(shù)的選取63-64
• 5.2 等效應(yīng)力—時間歷程的計(jì)算及分析64-75
• 5.2.1 等效應(yīng)力—時間歷程的計(jì)算64-68
• 5.2.2 接觸區(qū)域等效應(yīng)力—時間歷程的分析68-70
• 5.2.3 接觸區(qū)域疲勞損傷競爭關(guān)系的討論及危險(xiǎn)點(diǎn)位置的判斷70-71
• 5.2.4 危險(xiǎn)點(diǎn)的等效應(yīng)力—時間歷程分析71-75
• 5.3 微動疲勞壽命的預(yù)測75-82
• 5.3.1 Manson-Coffin方程的介紹75-76
• 5.3.2 微動疲勞的壽命預(yù)測方法76-79
• 5.3.3 微動疲勞壽命的計(jì)算79-80
• 5.3.4 預(yù)測壽命與實(shí)驗(yàn)壽命的對比80-82
• 5.4 本章小結(jié)82-84
• 第6章 總結(jié)與展望84-87
• 6.1 結(jié)論84-85
• 6.2 展望85-87
• 符號說明87-89
• 附錄89-90
• 參考文獻(xiàn)90-93
• 致謝93-94
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果94

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：260572