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相似文献
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1.
临界面法预测微动裂纹萌生特性和微动疲劳寿命   总被引:2,自引:0,他引:2  
微动疲劳是造成飞机、船舶、车辆、建筑、核能、海洋工程等失效的主要原因。根据能量的转变提出SSI剪应变能临界面法。以45#钢为例,建立微动桥有限元模型,用SSI剪应变能临界面法对微动桥的微动疲劳裂纹萌生特性和寿命进行预测。通过与试验数据对比证明SSI临界面法用于微动疲劳裂纹萌生特性和寿命预测的可行性。  相似文献   

2.
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。  相似文献   

3.
蔡强  张翼  李闯 《润滑与密封》2017,42(4):106-110
针对过盈配合的连杆小头和衬套之间存在的微动疲劳现象,建立连杆有限元模型,用ANSYS软件对其进行微动疲劳仿真,提取并分析连杆-衬套接触区上的应力、位移数据,分别用RUIZ综合参数法、MSR临界面法、基于损伤力学的热力学耗散势函数法预测衬套微动裂纹萌生位置。结果表明,3种方法预测的裂纹萌生位置保持一致,即衬套接触边缘内侧最易萌生微动裂纹。用方足桥-试件模拟件进行微动疲劳实验验证。结果表明,3种方法预测位置与实验试件断裂位置保持一致,其中基于热力学势函数法预测结果最为准确。  相似文献   

4.
根据微动接触副的几何结构和接触状态,以柱面桥脚微动桥与平面试样接触为研究对象,基于ANSYS软件建立其微动疲劳损伤有限元模型,分析应力强度和应力强度幅度对微动裂纹萌生特性的影响规律,采用SWT临界面法预测微裂纹萌生位置并与试验结果进行比较。结果表明:柱面桥脚微动桥与平面试样接触副在接触区存在应力集中,最大应力强度幅度出现在微动桥脚外侧接触区,在轴向应力作用下,此处的应变量最大,易于裂纹的萌生;SWT临界面法预测裂纹萌生位置与最大应力强度幅度所在位置一致,并与试验结果吻合。  相似文献   

5.
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。  相似文献   

6.
微动接触应力的有限元分析   总被引:7,自引:1,他引:7  
以方足微动桥,试样接触几何条件为研究对象,应用ANSYS有限元分析软件对其接触面上的应力分布进行弹性有限元分析,验证用ANSYS所建计算模型的正确性,分别计算不同名义接触压力和不同摩擦因数条件下接触状态(粘着区、滑动区、张开区)和接触面应力分布,选取不同水平的循环载荷进行计算,研究接触状态和应力分布随循环载荷的变化情况。结果表明,微动疲劳过程中接触表面拉应力与剪应力在接触面的粘,滑交界区存在突变,微动疲劳裂纹正是在这一区域内萌生并扩展,计算结果与实验结果吻合很好。  相似文献   

7.
线接触条件下微动摩擦特性的研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
通过试验研究了线接触微动摩擦特性。研究表明:线接触微动摩擦因数变化与点接触形式相同;位移幅值在部分滑移区时,表面粗糙度对表面磨损有影响。磨痕分析表明,承载区域接触不均匀,存在虚接触区域,其大小与表面粗糙度有关,而接触区域没有不磨损的粘着区,不同于点接触形式。  相似文献   

8.
油润滑对微动摩擦特性影响的研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
研究了钢摩擦副在油润滑工况下不同位移幅值对微动润滑摩擦特性的影响,分析了表面形貌。研究表明微动过程中表面之间的油介质会被驱除出接触区域,而滑动过程中表面之间的油介质始终保持在接触区域;润滑油的存在对接触区域起到了遮盖的作用,减少了氧化反应;由于油的流动性,在微动过程中容易再次渗透到接触区域,降低了表面摩擦与磨损。  相似文献   

9.
在不同弯曲载荷下,对40CrNi2MoA合金钢进行弯曲微动疲劳试验,建立其弯曲微动疲劳下的循环次数-应力曲线;通过对微动损伤区的微观分析,研究该合金钢的弯曲微动疲劳特性。结果表明:40CrNi2MoA钢弯曲微动疲劳应力曲线不同于常规疲劳应力曲线,呈现\"C\"型曲线特征;随着弯曲载荷的增加,微动依次运行于部分滑移区、混合区和滑移区;相对于另外两个区域,混合区试样的裂纹更易萌生、扩展且微动疲劳寿命最短;试样表面的磨损机制主要为磨粒磨损、氧化磨损和剥层;由于接触应力和弯曲应力的影响程度不同,弯曲微动疲劳裂纹的扩展分为三个阶段,即接触应力控制阶段、接触应力与弯曲疲劳应力共同控制阶段和完全受弯曲应力控制阶段。  相似文献   

10.
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。  相似文献   

11.
关于微动磨损与微动疲劳的研究   总被引:16,自引:2,他引:16  
周仲荣 《中国机械工程》2000,11(10):1146-1150
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。  相似文献   

12.
分析了填料盘裂纹的宏观特征和应力状态,并对填料盘磨损产生的原因进行了理论分析,通过计算得知两填料盘之间的位移幅值只有几十微米。依据微动疲劳产生的机理,确定填料盘的裂纹是在微动磨损下产生,并在压缩机交变压力的作用下不断扩展而造成填料盘失效的。  相似文献   

13.
介绍了由单片机AT89C2051控制的步进电机和曲柄——滑决机构组成的机电自动加载系统,包括机械结构组成、控制系统的工作原理、硬件设计和软件的实现方法。  相似文献   

14.
风电叶片疲劳加载装置关键参数研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
风电叶片疲劳加载试验是指在试验室环境下用特定的装置模拟风载对叶片的振动疲劳作用,以此来检验叶片的疲劳寿命.该文以旋转偏心质量块共振(摆锤共振)加载装置为研究对象,介绍加载系统组成、工作原理以及试验步骤,使用共振能量分析的方法研究加载系统中各参数之间的关系以及参数的确定.  相似文献   

15.
Journal of Machinery Manufacture and Reliability - An assessment method for characteristics of low-rate development of fatigue cracks under operational loading is proposed. The method is based on...  相似文献   

16.
The competitive aspect of surface and subsurface fatigue crack propagation in hardened components subjected to rolling contact fatigue is highlighted, the former being greatly affected by the working conditions (in particular the presence of tangential stresses and lubricant), the latter depending mainly on the inclusions content and on the hardness profile. In order to determine which one of these kinds of damage is favoured, initial data consisting of contact load, rolling and sliding speed, theological properties of the lubricant, material hardness and inclusions content are necessary.

The concurrent role of asperities and Hertzian stress field in determining surface crack propagation is explained with the approach of the “quiescent zone.” calculating the stress intensity factors range in a contact cycle and considering the pumping effect of the fluid possibly present on the contact surface.

Inherent defects (especially oxides) are thought to be responsible for subsurface cracks origin and the Murakami formula for short cracks is extrapolated to describe their growth threshold, which also depends on the hardness and therefore on the depth in surface hardened components.

A crack propagation index is then defined as a ratio of applied to threshold stress intensity factor, both for surface and subsurface cracks. Evaluating this index for a general operating condition, it is possible to determine which damage mechanism is favoured, taking into account the decisive effect of the hardness profile.  相似文献   

17.
对比例车轴进行了微动疲劳试验,试验后对车轴轮座微动损伤进行了观察,并测量了车轴和车轮的微动磨损轮廓.此后,在考虑微动磨损的情况下,仿真研究了疲劳载荷周次对铁路车轴微动疲劳的影响.研究发现:车轴微动损伤区宽度几乎不受疲劳载荷周次的影响,而轮座边缘微动损伤随载荷周次增加而增加.低载荷周次和高载荷周次时,车轴微动区氧化物分别...  相似文献   

18.
表面裂纹是高温结构服役过程中的常见缺陷形式,研究其在疲劳载荷下的扩展行为和规律是结构完整性评价的重要内容。开展了耐热钢CrMoCoV(FB2钢)含表面裂纹试样的疲劳试验,基于Zencrack软件,并考虑闭合效应修正进行了表面裂纹疲劳扩展的数值分析。结果表明,考虑裂纹闭合效应的模型,可以用于表面裂纹疲劳扩展行为的预测。  相似文献   

19.
Lee  H.  Mall  S. 《Tribology Letters》2004,17(3):491-499
Frictional force behavior during fretting fatigue and its interdependence on other fretting variables are investigated. Both coefficient of static friction and the normalized frictional force (i.e., the ratio of frictional force and normal contact load) increase during the earlier part of a fretting fatigue test and then both reach to a stabilized value. The variation of temperature in the contact region and normalized frictional force with increasing cycle numbers and bulk stress show similar trend implying that normalized frictional force represents the average friction in the contact region during a fretting fatigue. An increase in bulk stress, relative slip, and hardness of pad material results in an increase of the normalized frictional force, while an increase in contact load, frequency and temperature decreases the normalized frictional force. The normalized frictional force is also affected by the contact geometry. On the other hand, coefficient of static friction increases with an increase in the hardness of mating material, temperature and roughness from shot-peening treatment, but is not affected by contact geometry and displacement rate. Further, the normalized frictional force is not affected by the contact geometry, roughness and applied bulk stress level when fretting fatigue test is conducted under slip controlled mode, however it increases with increasing applied relative slip and decreasing contact load in this case.  相似文献   

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