微動(dòng)疲勞是由于試樣在承受外界交變載荷或交變應(yīng)力而導(dǎo)致構(gòu)件變形的現(xiàn)象,多存在于機(jī)械構(gòu)件、航空航天動(dòng)力裝置、火車輪軌等緊密配合部件當(dāng)中,被人們稱為“工業(yè)癌癥”。而鈦及鈦合金因?yàn)槊芏刃�、�?qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)中廣泛應(yīng)用,但對微動(dòng)又極為敏感,引起了研究人員的廣泛關(guān)注。本文主要研究超細(xì)晶純鈦的微動(dòng)疲勞行為,使用工業(yè)純鈦（TA1）采用等徑彎曲通道+旋鍛變形得到超細(xì)晶純鈦,在電液伺服疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)上對超細(xì)晶純鈦進(jìn)行微動(dòng)疲勞實(shí)驗(yàn),獲得微動(dòng)疲勞S-N曲線;采用SEM、TEM對微動(dòng)疲勞接觸磨損區(qū)和斷口形貌進(jìn)行觀察,分析其磨損機(jī)理和斷裂機(jī)理;使用ABAQUS軟件建立圓柱-平面微動(dòng)疲勞模型,研究軸向循環(huán)應(yīng)力和摩擦系數(shù)對試樣接觸區(qū)應(yīng)力應(yīng)變分布的影響;使用改進(jìn)后的Coffin-Manson公式建立超細(xì)晶純鈦的微動(dòng)疲勞壽命預(yù)測模型,并通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比來驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性和可行性。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)和分析,獲得以下結(jié)論:在赫茲接觸理論的驗(yàn)證下使用ABAQUS軟件建立圓柱墊-平板試樣的有限元模型,將其誤差限制在5%以內(nèi)以確保有限元計(jì)算的準(zhǔn)確性。通過研究發(fā)現(xiàn),隨著循環(huán)應(yīng)力的增加,試樣接觸面上X方向上的最大拉應(yīng)力也隨之... 

【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 超細(xì)晶純鈦
        1.1.1 超細(xì)晶純鈦及其制備方法
        1.1.2 等徑彎曲通道擠壓技術(shù)
    1.2 微動(dòng)疲勞
        1.2.1 微動(dòng)疲勞的發(fā)展歷程
        1.2.2 微動(dòng)疲勞的概念
        1.2.3 微動(dòng)疲勞的特點(diǎn)
        1.2.4 微動(dòng)疲勞的影響因素
        1.2.5 材料的防護(hù)措施
    1.3 微動(dòng)疲勞壽命研究進(jìn)展
        1.3.1 微動(dòng)疲勞壽命預(yù)測方法
        1.3.2 經(jīng)驗(yàn)公式法
        1.3.3 國內(nèi)外微動(dòng)疲勞研究進(jìn)展
    1.4 鈦及鈦合金的微動(dòng)疲勞研究進(jìn)展
    1.5 軟件分析理論
    1.6 本文的主要研究內(nèi)容及意義
2 實(shí)驗(yàn)方案
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)方案
    2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
    2.4 超細(xì)晶純鈦的制備
        2.4.1 等通道擠壓變形
        2.4.2 旋鍛
    2.5 微動(dòng)疲勞實(shí)驗(yàn)
        2.5.1 室溫拉伸實(shí)驗(yàn)
        2.5.2 微動(dòng)疲勞夾具設(shè)計(jì)
        2.5.3 微動(dòng)疲勞實(shí)驗(yàn)
    2.6 微觀組織
        2.6.1 金相組織觀察
        2.6.2 微動(dòng)疲勞斷口觀察
        2.6.3 TEM組織觀察
3 超細(xì)晶純鈦微動(dòng)疲勞過程的有限元模擬過程
    3.1 建立精確的有限元模型
        3.1.1 赫茲接觸理論
        3.1.2 幾何模型及材料
        3.1.3 定義分析步
        3.1.4 定義相互作用和施加載荷
        3.1.5 查看結(jié)果和精度控制
        3.1.6 圓柱微動(dòng)塊與平面試樣的有限元模型建立
    3.2 軸向循環(huán)應(yīng)力對試樣接觸區(qū)狀態(tài)的影響
        3.2.1 軸向循環(huán)應(yīng)力對試樣接觸區(qū)X方向拉應(yīng)力的影響
        3.2.2 軸向循環(huán)應(yīng)力對接觸區(qū)Y方向應(yīng)力的影響
        3.2.3 軸向循環(huán)應(yīng)力對試樣接觸區(qū)XY方向應(yīng)力的影響
        3.2.4 軸向循環(huán)應(yīng)力對試樣接觸區(qū)等效應(yīng)力的影響
    3.3 摩擦系數(shù)對試樣接觸面應(yīng)力的影響
        3.3.1 摩擦系數(shù)對試樣接觸面接觸狀態(tài)的影響
        3.3.2 摩擦系數(shù)對X方向拉應(yīng)力的影響
        3.3.3 摩擦系數(shù)對接觸面Y方向壓應(yīng)力的影響
        3.3.4 摩擦系數(shù)對接觸面XY方向應(yīng)力的影響
        3.3.5 摩擦系數(shù)對接觸面等效應(yīng)力的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 超細(xì)晶純鈦的微動(dòng)疲勞實(shí)驗(yàn)
    4.1 超細(xì)晶純鈦的室溫力學(xué)性能參數(shù)
    4.2 超細(xì)晶純鈦的微動(dòng)疲勞
    4.3 超細(xì)晶純鈦的微動(dòng)疲勞壽命預(yù)測
    4.4 微動(dòng)疲勞微觀組織分析
        4.4.1 微動(dòng)接觸面形貌分析
        4.4.2 疲勞斷口分析
        4.4.3 透射組織分析
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者在讀期間的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]燕尾榫結(jié)構(gòu)微動(dòng)疲勞壽命預(yù)測分析[D]. 陳建軍.寧波大學(xué) 2018
[2]基于有限單元法的表面涂層微動(dòng)疲勞接觸應(yīng)力分析[D]. 劉明星.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[3]微動(dòng)疲勞接觸應(yīng)力的有限元分析研究[D]. 歐紅永.浙江工業(yè)大學(xué) 2009
[4]ECAP模具設(shè)計(jì)與制造及ECAP工藝對銅性能的影響[D]. 周懷存.蘭州理工大學(xué) 2008
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本文編號：3609000