球柱式高速接触疲劳试验机的研制

本文介绍了笔者们研制的新型高速接触疲劳试验机,其最大赫兹接触应力4000Mpa,每分钟最多接触次数1.8×10~4次,并具有体积小、耗能少、操作简单等特点。本机还能自动停机、自动计时、调温控温,不但能做接触疲劳试验,而且可以进行油品性能试验。经实际使用表明,此机工作可靠,数据的离散度小,使用效果很好。     

四球机改装的接触疲劳试验机及其应用

作者将四球机改装成接触疲劳试验机，并在其上进行了一系列添加剂对接触疲劳的影响试验研究。认为该装置具有接触应力大，体积小，噪声小，一次试验耗油量小，试验系统传动稳定，试验结果可信等优点。接触疲劳试验结果认为添加剂的各种性能之间相互作用和综合效果，才是影响疲劳寿命的关键。     

三点接触纯滚动轴承球的强化接触疲劳寿命试验机设计

设计了一种新型三点接触式纯滚动轴承球的强化接触疲劳寿命试验机。被测试样球仅在同一最大圆截面上受到三次非等间隔但等强度的循环接触载荷作用，并沿此圆周做纯滚动，试样球的最大转速为23000r／min，最大赫兹接触应力可达7GPa。该试验机可用于评定各种材料轴承球的滚动接触疲劳性能，具有被试球球径变化范围大、效率高、实用性强等特点。     

三点接触轴承球疲劳试验机特征频率计算

根据三点接触轴承球疲劳试验机旋转部件的运动关系和载荷情况,推导了旋转部件特征频率的计算公式,并进行了计算,同时对比分析了相关零部件的固有频率。结果表明:部件的特征频率与同其接触的元件数目和其通过疲劳失效点的速度有关;固有频率只与本身属性有关。特征频率的计算为准确判定失效部位提供了理论依据。     

轮轨接触应力数值计算方法

为了得到轮轨接触应力较精确的数值解,分别采用Hertz接触理论模型、传统有限元模型及改进有限元模型求解轮轨接触应力,并从计算精度和计算时间方面对3种模型进行了比较.结果表明,有限元模型较Hertz接触理论模型更能反映轮轨接触的实际情况,改进的有限元模型在允许的计算精度范围内可以大大提高计算效率;轮轨最大接触应力发生在轮轨表面以下约2.5 mm的位置,呈弧形分布,并随轴重的增加而增大,高应力区宽度增大,离初始接触位置一定距离处的钢轨表面出现高应力区.     

凸轮滚子轴承疲劳寿命及滚子接触应力计算

根据凸轮作用在圆柱滚子轴承上的径向力计算了轴承的疲劳寿命;根据凸轮与轴承接触的运动关系计算了滚子轴承的极限转速;分析计算了圆柱滚子轴承的载荷分布,并根据得出的最大滚子载荷计算了轴承的内外圈与滚子的接触应力。结果表明,滚子轴承的极限转速在许用极限转速范围内;轴承外圈的疲劳寿命与滚子的寿命在一般的使用工况下均能达到设计使用要求;滚子与内外圈的最大接触应力在所选用材料的许用应力范围之内。     

球笼式万向节沟道接触应力的解析

万向节沟道的截面形状影响钢球与沟道的接触应力。分析计算了圆弧形和椭圆形沟道的Hertz接触应力,并建立了相应的有限元分析模型。计算结果表明,圆弧形沟道的接触应力小于椭圆形沟道,与有限元分析结果基本相符。     

机车牵引齿轮接触应力及疲劳失效微观分析

根据20CrMnMo材料的牵引齿轮真实参数,利用ANSYS软件建立有限元模型,对其接触应力进行分析得出:最大接触应力发生在齿面接触点位置,且以等值椭圆线向外扩散,使齿面产生不同程度的微裂纹,最终导致磨损和剥落等疲劳失效形式发生;通过微观组织分析,发现剥落裂纹部分的组织受损较重,验证了有限元分析的正确性。     

基于接触式传感体的传感器接触应力分析与疲劳寿命计算

接触式传感体是常见的传感器力敏感部件,其接触应力和使用寿命直接影响到传感器的检测精度和可靠性.以光纤光栅间隙传感器的重要检测部位悬臂梁-斜楔对为研究对象,通过COMSOL建立其接触式传感体力学模型,深入分析了传感体材料和接触尺寸对模型接触应力的影响规律.利用ANSYS Workbench开展传感体疲劳寿命仿真计算,仿真...     

球笼式等速万向节滚道接触应力的有限元分析

球笼式等速万向节的截面形状影响钢球与沟道的接触应力.通过在三维造型软件Pro/E中分别建立圆弧型、双心弧型、椭圆型三种滚道截面形状的球笼式等速万向节的简化模型,导入有限元分析软件ANSYS对其承受极限转矩时的滚道接触应力进行有限元分析,通过和赫兹接触理论计算值进行比较,其相对误差较小.计算结果表明,内滚道接触应力大于外滚道;圆弧型内滚道接触应力大于其他类型滚道,而其外滚道接触应力稍小于其他类型滚道,双心弧型和椭圆型内外滚道接触应力相同;有限元分析结果基本与理论值相符,运用有限元分析方法分析其接触应力是可行可信的.     

蜗杆传动的加速疲劳试验方法研究

基于疲劳寿命损伤理论,通过分析各级载荷对疲劳寿命的贡献,对零件损伤小的载荷,将其部分使用次数按其他载荷等级的频度分配。利用Ansys软件对蜗轮蜗杆进行动态分析,得到齿面接触应力结果;在n Code疲劳分析软件联合有限元分析结果与循环载荷时间历程,计算蜗轮蜗杆的疲劳损伤,通过试验进行验证。给出具体的计算方法,就蜗轮蜗杆的加速可靠性及可行性进行分析。     

齿轮接触疲劳寿命评估和大循环次数区的材料疲劳特性

统计断裂力学的应用和“双斜率”假设的实验验证标志着齿轮寿命评估研究的新进展,通过20Cr2Ni4渗碳钢断裂特性测定和其他实验数据,对比了AGMA2001—B88及ISO6336—93两个最新标准,印证了小裂纹扩展第一阶段斜率即是材料在大循环次数区的S-N曲线斜率。     

超声疲劳试验方法在铸铝疲劳试验中的应用

应用20kHz频率下的超声疲劳设备完成亿周次疲劳试验,获得铸铝AS5U3G-Y35超高周疲劳特性。通过20kHz频率下的超声疲劳试验和35Hz频率下的常规试验,完成10^4～10^10周的S-N曲线。试验结果表明,在10^7周以上试件仍会发生疲劳断裂。在10^7～10^10周之间,当应力比R=-1时,疲劳强度随循环数的增加而下降;当应力比r=0．1时,在循环数超过10^8周时,疲劳强度不再下降,S-N曲线出现平台。比较20kHz和35Hz两种频率下的试验结果,在10^4～10^7周之间没有明显差别,即铸铝AS5U3G-Y35在超声疲劳试验中不存在频率效应。扫描电镜观察试件疲劳断裂面发现材料中分布许多小的缩孔,而且大多数试件的疲劳破坏都发生在试件表面或接近表面的缩孔处。     

疲劳裂纹残余应力与应力强度因子研究

聚碳酸酯紧凑拉伸试件的疲劳试验和光弹性试验表明，尽管是低应力疲劳问题，但随着裂纹的扩展在裂尖附近出现残余应力场。给出了与循环周次相对应的卸载残余应力场，从而揭示出闭合效应的存在并提出其度量准则。试验表明，闭合效应使得应力强度因子降低，因此原有应力强度因子理论计算式不再适用，对此提出了一种简便有效的修正方案。     

低应力高周疲劳的寿命计算

在适用于中，长寿命的Ｓ－Ｎ公式的基础上，提出了对低应力，高周疲劳的一种新的疲劳寿命估算公式，并用实验室试验和实际使用进行了验证。在低应力，高周循环疲劳寿命的估算中，这一新的公式比常用的公式更准确些。     

疲劳应力统计分布与可靠度计算模型

指出了两类疲劳应力统计分布影响因素：横向统计分布影响因素和纵向统计分布影响因素。在不同应力统计分布影响因素作用下须采用不同的可靠度计算模型。提出了同时存在疲劳应力的两类统计分布影响因素时的可靠度计算模型：Ｍｉｎｅｒ定理－干涉模型综合法。使用该法计算了某构件在复杂载荷作用下的疲劳可靠度。     

车轮滚动时轨头内弹性应力场的计算和分析

Ｋａｌｋｅｒ的“完全理论”和ＣＯＮＴＡＣＴ程序是最有代表性的三维非Ｈｅｒｔｚ弹性体滚动接触理论,其适用范围仅限于接触区。文中的实例分析表明,辆载是影响钢轨接触应力的主要因素,摇头角的影响也不可忽视,相对说来横移量对钢轨接触应力的影响是最小的。     

疲劳试验中柔度系数的求解方法及影响因素

在疲劳裂纹扩展速率及断裂力学试验中,用柔度法测量疲劳裂纹长度,以其方便、快捷、准确而被广泛应用,但在腐蚀环境下测量疲劳裂纹长度时,测量裂纹尖端张开位移的引伸计,即COD(crack opening displacement)规无法直接装卡在标准CT(compact tension)试样上,因此设计制作适用于腐蚀环境下的Ⅰ型和Ⅱ型类标准CT试样及其相应的腐蚀疲劳循环装置;但由于COD规装卡位置或试样型式的改变,必须求出相应的柔度系数才能方便地进行腐蚀环境下的各类试验.通过试验研究,建立不同试样型式下柔度系数的求解方法,并求出Ⅰ型和Ⅱ型类标准CT试样的柔度系数,分析讨论影响柔度系数求解精度的因素,通过大量验证试验,证明所求柔度系数的正确性.     

残余压应力对齿轮接触应力和疲劳强度的影响

本文应用计算机研究了残余压应力对齿轮的接触应力及疲劳强度的影响关系,结果表明：残余压应力能显著降低表面拉应力和接触区深层的最大切应力,因此,它在改善齿轮的表面点蚀、磨损和深层肃落方面起重要作用。但是,它使次表层的τ max值增加。在这种情况下,疲劳过程将由此值τ max/HV确定。     

某型坦克齿轮接触疲劳强度可靠性的Monte Carlo数值模拟

利用MonteCarlo技术与X^2检验,模拟和检验某型坦克传动箱主动齿轮接触应力与接触疲劳强度分布规律,表明接触应力服从正态分布,接触疲劳强度服从三参数威布尔分布。基于应力、强度分布规律的模拟结果,进一步由Monte Carlo方法模拟得到齿轮接触疲劳可靠度在0．99以上。Monte Carlo模拟计算精度取决于模拟次数,当模拟次数达到10^4时,可靠度的模拟误差小于10^-3。对随机参数的敏感性分析表明,影响接触疲劳可靠度的最主要的参数是节点区域系数ZH和材料的疲劳极限应力σHlim。提高齿轮加工精度和选用疲劳极限应力σHlim。较高的材料都会有利于提高坦克传动箱主动齿轮的接触疲劳可靠性。