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...     

新型空心车轴轮对过盈配合微动疲劳特性分析

铁道机车车辆在运行过程中,机车轮对过盈配合,但是接触边缘由于微动会产生微动损伤。微动幅值和界面应力是影响轮对过盈配合面微动特性的重要因素。利用通用有限元软件ABAQUS对动车组轮对过盈配合面在31kN轴重载荷作用下的微动情况进行了模拟分析。通过计算,获得轮对过盈配合面内、外侧区域的轮座与轮毂的接触副的应力分布和相对滑动规律,并通过能量密度法计算接触面的损伤因子,判断轮对接触面的损伤情况。结果表明,能量密度法可以预测该结构的微动疲劳特性。     

轮毂突悬量对轮轴过盈配合结构微动疲劳强度的影响研究

基于ABAQUS建立轮轴过盈配合结构有限元模型,分析摩擦剪切应力、滑移幅值、配合面张开区宽度和过渡圆弧最大主应力等参数随轮毂突悬量的变化,进而研究突悬量对轮轴过盈配合结构疲劳强度的影响规律.结果表明:轮轴配合面的摩擦剪切应力随突悬量的增加而增大,过盈配合部位接触边缘的滑移幅值随突悬量的增加而减小.随着突悬量的变化,过盈...     

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。     

压装轴微动疲劳主裂纹萌生位置的分析

为研究压装轴微动疲劳主裂纹的萌生位置,进行由锁紧环、压装垫环和压装轴试样组成的过盈配合结构的旋转弯曲加载条件下的微动疲劳试验,观察不同名义弯曲应力对应的试样的主裂纹萌生位置,发现主裂纹位于比张开区更深的接触内部。针对试验加载条件,采用有限元软件ANSYS,进行弹性有限元仿真分析,运用Ruiz法预测不同名义弯曲应力下试样的主裂纹萌生位置,并将Ruiz法的预测结果与疲劳试验的测量结果进行比较。结果表明,随着名义弯曲应力的增加,预测误差大幅度的增加。研究发现,接触边缘处发生的接触面张开现象是引起预测误差的主要原因;基于Ruiz法预测压装轴微动疲劳裂纹萌生位置时,需要考虑在接触边缘处接触面张开区宽度的影响,特别是对于名义弯曲应力与接触压力的比值较大的压装工况。     

基于ANSYS的轮对过盈配合微动分析

铁道机车车辆在运行过程中,轮对过盈配合面边缘由于微动产生微动损伤.微动幅值是影响轮对过盈配合面微动运动特性的重要因素之一,由于难以用仪器进行测量,利用通用有限元软件ANSYS对RD2轮对过盈配合面在210 kN轴重载荷作用下的微动情况进行了模拟分析.以轮对受轴重载荷静止于轨道上的弯曲变形情况来表征其运行过程中某一时刻的弯曲变形情况,通过计算,获得轮对过盈配合面内、外侧区域的轮座与轮毂某接触节点副的相对滑动规律和应力分布.结果表明,在轮对转动过程中,轮座与轮毂配合面内、外侧接触区内的节点副相对运动模式为变方向、变应力的复合微动.在210 kN轴重载荷作用下,轮对过盈配合面间所计算节点副的最大轴向相对位移为32 μm,最大切向相对位移为2.6 μm.     

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。     

齿轮与轴压装过程过盈配合研究

过盈配合由于连接承载能力强、结构简单等特点,被广泛应用于实际生产中。由于齿轮与轴之间装配过盈量直接影响着齿轮传动的工作性能,因而对齿轮与轴过盈配合研究具有重要的意义。从理论上详细地推导了齿轮和轴过盈配合过程,建立了过盈量计算公式,并采用有限元法对齿轮与轴之间的最大过盈量进行了数值计算,得到了应力分布和压装力变化,接触应力结果表明理论计算和有限元计算结果基本一致,可为齿轮与轴过盈设计提供一定的理论和依据,具有重要的实用价值。     

过盈配合微动损伤的关键参数

微动损伤广泛存在于各类工程机械和结构之中,接触压力、滑移幅值以及摩擦剪切力是微动损伤的重要参数.过盈连接部件在旋转弯曲载荷下,易于在接触区域产生微动损伤,降低构件的使用寿命.以过盈微动疲劳试验中的试样为研究对象,在有限元软件ABAQUS中建立接触模型,充分考虑高应力梯度区和接触对网格划分的要求,同时在远离接触区域划分粗糙网格,减少计算机时.通过分布加载和改变相关参数的方法,分析套管长度、套管厚度、摩擦因数以及过盈量对接触压力、摩擦剪切力等影响规律.结果表明,轴套过盈配合承受弯曲载荷下,接触压力和摩擦剪切力沿轴向分布不均匀,随着各参数的变化而明显变化,摩擦因数、套管厚度和套管长度对接触边缘的应力奇异性有较大影响,摩擦因数显著地影响了滑移区域的大小.     

车辆轴轮过盈配合接触应力分析

应用有限元软件ANSYS建立某机车轮轴配合结构,采用扩展拉格朗日乘子法对轮轴过盈配合进行非线性接触分析,获得轮轴配合后应力分布规律。通过比较分析实心轴和不同空心轴时轮轴的应力分布,说明增大空心轴内孔直径能在降低材料损耗、减小结构重量的情况下,有效避免轮轴配合表面和轮毂腹板的应力集中,但在包含腹板的轮轴配合部分轴孔处却出现较大应力,为轮轴配合参数优化提供参考。     

空心轴过盈配合结构循环微动磨损的仿真研究

基于Archard磨损模型建立空心轴过盈配合结构的微动磨损模型,通过有限元计算得到两种过盈量空心轴在微动循环周次的变化下配合面磨损轮廓和接触压应力、摩擦切应力、滑移幅值等微动参量,并与其中一种过盈量的实心轴过盈配合结构相应计算结果进行对比。结果表明,在相同过盈量和外载条件下,空心轴过盈配合结构的微动磨损程度大于实心轴过盈配合结构;在微动磨损对配合面形貌的影响下,空心轴配合面上的微动参量随循环周次增加的变化规律与实心轴结构基本一致:循环周次增加,接触压应力、摩擦切应力和滑移幅值随之增大;接触压应力峰值位置向配合中心移动;摩擦切应力峰值由粘着-滑移交界处向磨损-未磨损交界处转移,并向配合中心移动;增大空心轴过盈配合结构的过盈量能减小空心轴微动磨损的程度。     

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。     

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。     

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。     

轴承内圈与轴的配合过盈量分析

推导了反映轴承内圈与轴配合尺寸与两者相互作用力之间关系以及两者配合后内圈滚道胀大量的理论公式,基于这些公式可以对内圈和轴过盈配合后过盈量的优化、内圈滚道胀大量的计算及轴承和轴的性能进行分析.     

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。     

传递较大功率的轴毂过盈配合一些问题的探讨

在食品、金属加工、冶金、机械等工业中 ,常常见到用较大直径和长度的轴毂过盈配合来传递动力 ,这种过盈配合传递功率大 ,轴毂受到较大力偶矩的作用 ,即所谓慢速重载荷。轴毂传递动力是通过轴毂配合表面的摩擦力来实现的 ,这就要求轴毂要有合适的过盈量 ,如果没有考虑轴毂配合的各种影响因素和慢速重载荷的特点 ,仅简单套用公式确定过盈量 ,就会因过盈量太小而产生“滑毂”(毂径向滑动 )现象 ,如果随意加大过盈量 ,会导致毂的断裂。过盈量的计算通常采用下列公式δｍｉｎ=Ｐｍｉｎｄ(Ｃ1Ｅ1+ Ｃ2Ｅ2)× 10 (1)Ｐｍｉｎ=2Ｔｆπｄ2 ｌ=2× 9.…     

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。     

架空导线微动磨损表面的微观分析

在轴向静载荷为 30MPa ,振动频率为 10Hz,弯曲振幅为 0 8mm的试验条件下 ,在弯曲疲劳试验装置上对JL/G1A 12 5 2 6 / 7架空导线进行微动试验。利用扫描电子显微镜分析了经 5 4× 10 6周次循环振动后的线夹处导线的微动磨损表面形貌特征。结果表明 :架空导线的各同层铝线间的接触处、外层铝线与内层铝线的接触处、内层铝线与钢线的接触处、外层铝线与线夹的接触处均发生了微动磨损 ,其中与线夹接触的外层铝线磨损最为严重。磨损机制为粘着磨损、氧化磨损和磨粒磨损 ,磨屑主要为铝的氧化物 ;微动疲劳裂纹发生在磨损区域内 ;在磨损区与非磨损区的界面没有发现疲劳裂纹。     

搅拌器实心轴改为空心轴的可行性分析

主要分析了搅拌器实心轴改为空心轴的可行性,并提出了改进措施,从而收到了较好的经济效益。