微动疲劳参数对钢丝微动疲劳磨损演化的影响*

微动疲劳易引起钢丝表面磨损和横截面积损失,进而造成钢丝断裂失效并缩短钢丝绳使用寿命。不同微动疲劳参数（接触载荷、疲劳载荷、钢丝直径和交叉角度）引起差异的钢丝微动疲劳磨损特性,故研究微动疲劳参数对钢丝微动疲劳磨损演化规律影响至关重要。基于摩擦学理论和Marc仿真软件构建钢丝微动疲劳磨损模型,探究接触载荷、疲劳载荷、交叉角度和钢丝直径对钢丝微动疲劳磨损演化的影响规律。结果表明：钢丝微动疲劳磨损体积主要与接触载荷和疲劳载荷有关;疲劳钢丝的磨损深度、磨损率及磨损体积随着接触载荷的增加而增大,且不同接触载荷下疲劳钢丝磨损体积均随着循环次数的增加而呈线性增加;随疲劳载荷幅值的增加,疲劳钢丝的磨损深度、磨损率及磨损体积均呈增加趋势;在不同疲劳载荷范围下疲劳钢丝的磨损体积均随着循环次数的增加而呈线性增加;当接触载荷、疲劳载荷及钢丝间摩擦因数相同时,不同交叉角度和不同加载钢丝直径下疲劳钢丝的磨损体积相同。     

带有微动磨损缺口钢丝的疲劳特性

在自制的微动磨损试验机上进行钢丝的微动磨损试验,将微动磨损后的钢丝试样在液压伺服疲劳试验机上进行不同应力比和不同应力幅下的疲劳试验。结果表明,钢丝的微动磨损深度随微动时间和接触载荷的增加而增加,磨损缺口处的应力集中使其成为了裂纹萌生源,也使钢丝试样的疲劳寿命大大降低,微动磨损后钢丝试样的疲劳寿命和磨损深度呈反比关系。通过钢丝疲劳断口的SEM形貌分析了其疲劳断裂机制,断口对应不同的疲劳阶段,可分为裂纹萌生区、裂纹扩展区和裂纹瞬断区。     

关于微动磨损与微动疲劳的研究

微动磨损与微动疲劳是２种主要的微动模式,造成的损伤在工业中相当普遍,并可能引发灾难性的后果。主要研究了们移幅度、压力和疲劳应力３个基本微动参数,并以获得的微动区域、微动图为基础,分析了微动磨损与微动疲劳的运行机制和破坏规律。为更好地了解微动磨损与微动疲劳之间的内在联系,进一步探讨了接触磨损与局部疲劳、局部疲劳与整体疲劳之间的竞争机制。     

微动疲劳寿命预测方法的探讨

进行激动疲劳和普通疲劳的对比分析，找出它们的差异和共性。根据已有的研究成果，本文提出根据微动作用确定疲劳裂纹萌生和扩展点的位置，在该位置用普通的疲劳理论和计算方法计算微动疲劳寿命的方法。该方法具有一定的准确性，可用来进行微动疲劳寿命的初步估算。     

钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命预测研究*

钢丝微动疲劳过程中,钢丝裂纹萌生特性直接影响其裂纹扩展特性,进而制约钢丝微动疲劳寿命,因此开展钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命预测研究具有重要意义。基于有限元法、摩擦学理论和断裂力学理论,运用Smith-Watson-Topper（SWT）多轴疲劳寿命准则建立考虑磨损的钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命预测模型,基于多种不同的钢丝疲劳参数估算方法对钢丝的微动疲劳裂纹萌生寿命进行了预测,并探究接触载荷、疲劳载荷、交叉角度及钢丝直径等微动疲劳参数对钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命的影响规律。结果表明：基于中值法的预测结果最接近实际值;在微动疲劳过程中,钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命主要与接触载荷和疲劳载荷相关。通过引入微动损伤参数建立简化的适用于钢丝绳的钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命预测模型,通过与考虑磨损的预测模型计算结果进行对比验证了该模型的准确性。     

低周载荷下NiTi微动疲劳寿命预测模型研究

微动磨损加速材料疲劳失效,微动疲劳是微动磨损和普通疲劳共同作用的结果;NiTi形状记忆合金具有良好的耐磨性和抗疲劳特性,可以延缓损伤的发生和扩展;改进原有的微动疲劳寿命预测模型,将微动磨损作为影响微动疲劳寿命的重要因素,引入NiTi微动疲劳寿命预测模型中;给出合理有效的NiTi微动疲劳寿命预测模型.     

微动疲劳寿命的估算方法研究

着重分析了零构件由于微动磨损而造成的疲劳失效机制,说明了在这种微动疲劳模式下疲劳寿命的组成情况,用门槛值应力公式估算了当磨蚀坑根部萌生扩展性裂纹时蚀坑的临界深度尺寸,并分析了微动裂纹尖端的应力强度因子,得出了计算微动裂纹萌生尺寸的表达式,最后用上述方法计算了螺纹联接件的微动磨损寿命与裂纹萌生尺寸,用局部应力应变法计算了微动裂纹的萌生寿命,所得到的估测寿命与试验值相符,由此可见,该微动疲劳寿命的估测方法是合理的,有效的。     

高低周复合载荷作用下微动疲劳寿命预测研究

对高低周复合载荷作用下微动疲劳寿命预测方法进行了研究。首先，进行了高低周复合载荷作用下的桥式试件和榫联接试件的微动疲劳试验。其次，对微动疲劳中的力学参数进行分析，提出了将力学参数分为应力状态参数和微动摩擦参数两类。用边界元法对试件接触表面的参数进行分析。最后，基于数值分析和试验结果，建立了合金钢在高低周复合载荷作用和受钛合金微动作用时的微动疲劳寿命预测公式，并将其应用于榫联接试件的寿命计算，结果令     

海水环境对LY12微动摩擦学行为的影响

以球-面接触方式,在300 μm的振幅下研究了LY12铝合金与440C不锈钢球在海水和纯净水中的微动摩擦学行为,研究了海水介质对腐蚀形貌、摩擦因数和磨损量的影响,并用动电位极化分析法研究了TC11腐蚀磨损前后的电化学行为.结果表明,LY12在海水中以点蚀为主,虽然海水对铝合金具有减摩作用,但是由于海水中高浓度Cl-的存在,导致LY12在海水中的磨损量始终比在纯水中的高,从而使腐蚀磨损呈正交互作用,LY12在海水中的磨损机制以腐蚀疲劳为主.     

铁路车轴过盈配合结构微动磨损与微动疲劳研究

采用比例车轴试样进行了微动疲劳试验,试验后观察了车轴微动区的微动磨损与微动疲劳损伤,并测量了车轮、车轴配合面磨损轮廓.试验结果表明,车轴轮座边缘微动区的磨损机理主要是磨粒磨损、剥层和氧化磨损.车轴微动疲劳裂纹萌生于微动区内部,初始裂纹角度与车轴径向方向成29°.随着裂纹的扩展,裂纹角度逐渐减小.此后,基于测量的磨损轮廓...     

不同水介质下GCr15/45#钢微动腐蚀行为研究

在洁净水、酸性水和海水3种不同水介质条件下，对GCr15／45^#钢进行了不同位移幅值的微动磨损试验。结果表明：洁净水和酸性水改变了微动区域，降低了摩擦系数和磨损量，具有润滑效果，磨损受水润滑和介质腐蚀双重作用影响,且润滑作用随位移幅值的增加而减弱；对海水，摩擦系数与干态相近,电化学腐蚀作用强烈，磨痕中可观察到大量点蚀坑。     

Oil-Lubricated Fretting Behaviors of 304 Stainless Steels under Different Fretting Strokes and Normal Loads

The influence of oil lubrication on the fretting wear behaviors of 304 stainless steel flat specimens under different fretting strokes and normal loads has been investigated. The results proved that fretting regimes and fretting wear behaviors of 304 stainless steels were closely related to the fretting conditions. In general, the increase in normal load could increase wear damage during sliding wear. However, according to the results, a significant reduction in wear volume and increase in friction coefficient was observed when the normal load was increased to critical values of 40 and 50 N at a fretting stroke of 50 μm due to the transformation of the fretting regime from a gross slip regime to partial slip regime. Only when the fretting stroke further increased to a higher value of 70 μm at 50 N, fretting could enter the gross slip regime. There was low wear volume and a high friction coefficient when fretting was in the partial slip regime, because oil penetration was poor. The wear mechanisms were fatigue damage and plastic deformation. There was high wear volume and low friction coefficient when fretting was in the gross slip regime, because the oil could penetrate into the contact surfaces. Unlike the wear mechanisms in the partial slip regime, fretting damage of 304 stainless steels was mainly caused by abrasive wear in the gross slip regime.     

金属橡胶隔振构件中不锈钢丝疲劳断裂的原因

采用激光扫描共焦显微镜观察了成分与302不锈钢基本相同的冷拉拔φ0.3 mm不锈钢丝的表面形貌特征,并用扫描电镜对其显微组织进行了观察,对用此钢丝制备的金属橡胶隔振构件进行了疲劳试验并对钢丝疲劳断裂的原因进行了分析.结果表明:该不锈钢丝表面存在较多微米量级的凹凸体,其表面粗糙度Ra为3.447μm;钢丝内部存在以硬质颗粒为核心,长轴方向与拉拔方向一致的梭形微孔洞;钢丝的疲劳裂纹均起源于表面,并且呈现多源特征,断口上的裂纹扩展区和瞬断区面积所占比例各半,裂纹扩展区有典型的舌形叠加波浪状疲劳辉纹,其形成与钢丝内部的梭形微孔洞有重要关系.     

超高压压缩机填料盘的微动磨损

对茂名乙烯超高压压缩机的填料盘异常磨损和开裂进行分析和计算,发现填料盘的磨损是由于填料盘在工作时有微动磨损而引起的,并且造成填料盘微动疲劳,形成微动疲劳裂纹。     

铝合金压印接头微动疲劳机理研究

压印连接是近年来新兴的连接方式,因其具有简单高效、低耗环保等优点,使得在应用连接方面越来越受到重视。疲劳破坏是机械构件失效的主要形式,疲劳过程中的微动磨损是造成零部件失效的主要原因之一。基于以上条件,对铝合金压印接头的疲劳性能进行了试验研究,结果显示疲劳失效部位主要集中在下板靠近压印点处,断口处发现大量微动磨屑,经能谱分析可以确定磨屑成分主要为氧化铝和金属铝;对疲劳失效断口和微动磨损区域进行了扫描电镜分析,发现压印接头的微动磨损部位主要分为两类,并对其进行了定义,一类定义为颈部微动磨损,另一类定义为环点板间微动磨损。分析发现颈部微动磨损所占比例随着外加载荷的大小而变化,且微动磨损是导致压印接头疲劳失效的重要因素。     

GCr15轴承钢的复合微动磨损行为研究

对GCr15轴承钢球/平面接触方式,在倾角分别为30°和45°进行复合微动磨损试验。分析了该微动接触条件下的动力学特性;利用光学显微镜、轮廓仪和扫描电子显微镜对磨痕进行了分析,根据复合微动运行的三个阶段,提出了GCr15钢的复合微动磨损的物理模型。     

硬度对钢蜗轮副用材料微动磨损特性的影响

通过调整40CrNiMoA钢的热处理工艺参数获得了4种不同硬度的试样,在无润滑、室温条件下,在SRV Ⅳ微动磨损试验机上研究了硬度对40CrNiMoA钢-18Cr2Ni4WA钢摩擦副微动磨损量和摩擦因数的影响.结果表明:试验条件下,随着40CrNiMoA钢硬度的增加,其微动磨损体积减小,而较硬的18Cr2Ni4WA钢的微动磨损量变化趋势则与试样的位置等有关,但总存在一个硬度配对使得两摩擦副微动磨损体积相等;摩擦因数在40CrNiMoA钢为上试样时,随时间变化较平稳,波动较小;当40CrNiMoA钢为上试样时,其微动磨损机制主要为黏着磨损,而18Cr2Ni4WA钢的磨损机制以磨粒磨损和黏着磨损为主.