循环载荷应力比对微动疲劳特性的影响

自行设计了实验装置, 研究了柱面—平面接触形式45 号钢在不同应力比(R =0 .00 , 0.25, 0 .50)轴 向循环载荷作用下的微动疲劳特性.确定了各应力比轴向循环载荷作用下的S ― N 曲线, 并对微 动疲劳断裂裂纹位置及断裂特征作了分析.研究结果表明:相同轴向循环载荷应力幅下, 微动疲劳 寿命随着轴向循环载荷应力比的增大而有所降低;微动疲劳断裂裂纹位置都在接近于接触中心而 又略偏于桥脚外侧的位置;在高应力比下断口截面上裂纹扩展的痕迹更明显, 断口截面更规则.     

45号钢微动疲劳门坎值特性研究

通过中断性试验研究了45号钢的微动疲劳门坎值,并对不同微动次数下接触面的裂纹特征进行了观察.试验测得45号钢显著存在一个微动疲劳门坎值,微动次数直至超过微动疲劳门坎值时,微动才会使试样疲劳寿命显著下降.以试样上预定的微动循环次数与全微动下试样疲劳基准寿命的比值表示,其微动疲劳门坎值大约在20％～40％范围内.改变载荷条件,该门坎值仍保持在20％～40％范围内;显微观察显示,在微动循环次数超过门坎值之后,在接触磨损面上几乎都能观察到明显的大裂纹.     

机械设计中的微动和微动疲劳

本文论述了机械设计中涉及到的微动作用和微动疲劳的概念，并对微动疲劳失效的分析、预测和预防进行了探讨。     

钢芯铝绞线微动疲劳机理及其疲劳寿命的研究进展

微动疲劳普遍存在于钢芯铝绞线中,在长期的使用过程中,微动磨损及腐蚀同时存在,共同损害输电线路,造成巨大的隐患。综述了钢芯铝绞线的微动疲劳研究进展,介绍了钢芯铝绞线的微动疲劳机理、裂纹萌生和扩展机制及其影响因素。结合超高压输电导线结构特性及受力特性,基于非线性强度退化模型,研究了钢芯铝绞线的疲劳寿命,并提出了一些尚待研究与探索的问题。     

基于ANSYS有限元的微动疲劳接触特征分析

接触压力是影响构件微动疲劳寿命的关键因素之一.微动疲劳实验中,桥式微动装置可以合理控制接触压力,以便分析接触压力对构件疲劳寿命的影响规律.基于数值分析法,建立桥式微动装置的有限元模型来研究接触特征;考虑微动桥自身弯曲的影响,分析了接触副上节点的应力应变分布规律,提出了特征接触区域的判断方法.     

渐开线花键副微动磨损疲劳寿命预估

为准确预估渐开线花键副微动磨损疲劳寿命,在假设微动磨损与微动疲劳共同作用的情况下,对某型机主减速器花键副的微动损伤机理进行研究.分析国内外现有的微动疲劳预测方法,在传统SWT法预估疲劳寿命的基础上,忽略疲劳发生的位置和方向,给出花键副的损伤累积计算方法,在给定工况下预估航空花键副微动磨损疲劳寿命.结果表明:花键副微动作用过程中,微动磨损与微动疲劳互相竞争互相抑制,最终导致花键副在两种微动模式共同作用下发生疲劳失效;花键副的疲劳寿命随着SWT值的增大而减小.提出的损伤累积模型能较准确地反映微动磨损对微动疲劳的作用,为花键副的设计和维修提供了数值参考,也为进一步研究考虑齿侧间隙时的花键副微动磨损疲劳寿命预估提供了依据.     

20g钢焊接循环应力-应变特性研究

利用单试样步增量法,得到２０ｇ 母材和焊缝试样循环应力应变曲线及性能参数,分析了焊缝组织结构对循环行为的影响．     

接触形式对微动疲劳的影响研究

微动疲劳试验的典型接触形式主要有平面-平面和圆柱面-平面这两种,分别构成了面接触和线接触.为了获得这两种接触形式对微动疲劳的不同影响,经过有限元软件模拟计算,自行设计了实验装置,研究了45号钢在不同接触形式下的微动疲劳特性,确定了3种不同条件作用下的Sa―N曲线,并在实验过程中观察了磨屑的溢出等现象.研究结果表明:相同循环应力幅下的微动疲劳寿命,线接触下的寿命明显的比面接触下低,而不同圆柱面半径下的线接触在高循环应力幅下差别不大,低循环应力幅下,寿命随着圆柱面半径的增大而有所降低.通过实验发现,相比面接触形式,线接触下的红褐色磨屑溢出更早也更多.     

应力比和频率对腐蚀疲劳裂纹扩展的影响

采用微机辅助直流电位法，研究了应力比和频率对ＬＹ１２ＣＺ铝合金在３．５％ＮａＣｌ水溶液中腐蚀疲劳裂纹扩展的影响，结果表明，应力比升高，裂纹扩展速度升高，但变化对裂纹扩展速率无显著影响，文中给出了裂纹扩展速率定量表达式。     

初始缺陷对轴承钢疲劳性能影响的定量分析

在轴承钢冶炼和生产制造过程中,总是不可避免的带有多种夹杂物和化学成分不均匀区,由于这些微观初始缺陷演化而导致的结构失效等造成了严重的经济损失和安全事故。通过对轴承钢中夹杂物的分析,利用三维有限元方法研究了典型夹杂物的局部微观力学行为,分析了夹杂物的分布状态、位置、大小等因素对局部微观力学行为的影响,给出了相应的函数表达式,并在此基础上定量分析了夹杂物状态对疲劳寿命的影响,为建立微观组织结构与初始疲劳质量的等效关系并最终实现轴承钢疲劳耐久性的定量预测提供了一种思路。     

Effect of fretting amplitudes on fretting wear behavior of steel wires in coal mines

Given that fretting wear causes failure in steel wires, we carried out tangential fretting wear tests of steel wires on a self-made fretting wear test rig under contact loads of 9 and 29 N and fretting amplitudes ranging from 5 to 180 μm. We observed morphologies of fretted steel wire surfaces on an S-3000N scanning electron microscope in order to analyze fretting wear mecha-nisms. The results show that the fretting regime of steel wires transforms from partial slip regime into mixed fretting regime and gross slip regime with an increase in fretting amplitudes under a given contact load. In partial slip regime, the friction coefficient has a relatively low value. Four stages can be defined in mixed fretting and gross slip regimes. The fretting wear of steel wires in-creases obviously with increases in fretting amplitudes. Fretting scars present a typical morphology of annularity, showing slight damage in partial slip regime. However, wear clearly increases in mixed fretting regime where wear mechanism is a combination of plastic deformation, abrasive wear and oxidative wear. In gross slip regime, more severe degradation is present than in the other regimes. The main fretting wear mechanisms of steel wires are abrasive wear, surface fatigue and friction oxidation.     

含三晶交多晶体沿晶断裂数值建模方法研究

为了全面解析风电齿轮的疲劳损伤演化机理, 以某1.5 MW风力发电机高速级齿轮为研究对象, 基于Voronoi图与多晶体组织的几何相似性, 建立介观尺度下的齿面模型, 采用内聚力单元模拟晶界对基体的割裂作用, 引入双线性分离曲线作为评判损伤的依据. 采用周期跳跃的加载方式模拟齿面接触载荷的循环累积效应, 仿真预测接触疲劳裂纹的萌生位置及其疲劳寿命, 并探讨风速变化和齿面间摩擦因数对疲劳裂纹演化的影响. 结果表明, 齿轮在疲劳损伤初期的演化速率较慢, 随着损伤量的不断累积, 其损伤速率逐渐加快. 针对研究对象, 在距齿面深度0.13、0.27 mm处最先出现裂纹, 并伴随接触应力的循环加载逐渐扩展, 最终于齿面形成典型的剥落破坏. 此外, 通过对比分析还可以发现, 高风速和齿间润滑不良均显著降低齿轮的寿命.

     

混凝土三轴受压等幅疲劳力学性能试验研究

为研究混凝土在多轴疲劳应力作用下的性能,进行了0.0fc、0．1fc、0．25fc、0．4fc4个不同初始定侧压级别下的混凝土三轴压静载试验和0．1c、0．25fc两个不同初始定侧压级别下的混凝土三轴压等幅疲劳试验,疲劳试验中最小应力水平均为0．1fc,最大应力水平为1．6fc-2．5fc．根据初始定侧压下混凝土三轴压本构特征,试验中将侧压变化的拐点作为其多轴疲劳破坏的判据．试验分析表明,三轴压疲劳荷载作用下混凝土纵向最大、最小应变表现出同单轴和双轴疲劳一样的三阶段规律,而变形模量则衰减不大．由各侧压级别下的S-N曲线得到混凝土在相应工况下的疲劳强度折减系数,其研究成果可为混凝土结构疲劳设计提供参考．     

对40Cr钢表层硬度残余应力及接触疲劳性能的研究

研究了表面淬火、离子氮化＋表面淬火的复合热处理以及复合热处理＋喷丸处理3种表面强化处理工艺对40Cr钢的表层硬度残余应力分布以及接触疲劳性能的影响,结果表明：经过复合热处理＋喷丸工艺处理的40Cr钢可获得最高的表层硬度和残余压应力,同时也表现出最为优异的接触疲劳性能。据此提出,高的表层硬度和残余应力能够有效地抑制接触疲劳裂纹在试样表面的萌生和扩展,因而可大大提高40Cr钢的接触疲劳寿命。     

焊接残余应力对压力容器疲劳裂纹扩展的影响

给出了焊接残余应力对压力容器疲劳裂纹扩展的影响,采用断裂力学理论分析疲劳行为,引用了裂纹张开率U和有效应力强度因子幅值△Keff的概念.     

Low cyclic fatigue performance of concrete-filled steel tube columns

Eight concrete-filled steel tubular(CFT) columns were tested subjected to cyclic loading under constant axial load. Experimental parameters included axial compression ratio, loading sequences, and strength of concrete and steel. The seismic performance of CFT columns and failure modes were analyzed. The test results show that different axial load ratios and loading sequences have effects on the load carrying capacity, ductility and energy dissipation capacity of CFT columns, as well as the failure modes of the CFT columns. The failure pattern can be categorized into two types: local buckling failure of steel tube in compression zone, and low cycle fatigue tearing rupture failure of steel tube. The seismic behavior was evaluated through the energy index obtained from each cycle.     

表面粗糙度幅值对点接触混合润滑的影响

建立了粗糙表面点接触混合润滑的数学模型。针对外加载荷为800N和80N,润滑油卷吸速度由静止增加到5000mm/s的工况,引入油膜厚度比、接触区域比、接触载荷比和最大压力比等混合润滑参数,分析了3种不同表面粗糙度幅值对混合润滑性能的影响。分析结果表明:接触表面的粗糙度幅值对混合润滑区域内平均油膜厚度、最大压力等均有显著影响。