微动疲劳损伤失效分析

介绍了微动疲劳损伤失效的现象,影响因素,鉴别特征,并举例说明。     

微动疲劳中的应力状态参数和微动磨损参数的研究

本文对微动疲劳中的力学参数作出了研究。微动接触面上的力学参数可分为应力状态参数（SSP）和微动磨损参数（FWP）两类，并将应力状态参数综合为当量应力σ-1E,而将微动磨损参数用摩擦功W来表示．对桥式微动疲劳试件和燕尾型榫联接试件的数值分析表明，在微动接触面上疲劳断裂处的σ-1E和W值较大。因此，有可能使用了σ-1E和W值作为预测微动疲劳失效的两个基本参数。     

微动疲劳研究进展

介绍了微动疲劳的概念和实验装置,详细综述了微动疲劳的国内外研究现状,全面地分析讨论了微动疲劳的影响因素(接触压力、滑移幅值、实验频率、摩擦力、环境、材料性质)、损伤机理、寿命评估方法和防护措施,并提出了今后研究的展望。     

60Si_2Mn钢的低周拉扭复合微动疲劳特性

测量60Si_2Mn钢在拉扭复合载荷作用下的低周微动疲劳特性,研究了不同轴向循环拉伸应力幅值对微动疲劳寿命、循环软化特性以及摩擦磨损表面和断口形貌的影响.结果表明,随着循环拉伸应力幅值的提高,60Si_2Mn钢的微动疲劳寿命降低幅度不同,发生循环软化的时期不断提前,完成循环软化的疲劳周期也不断缩短。同时,微动摩擦副产生的氧化物磨屑对微动磨损性能有重要影响,在疲劳前期加剧摩擦磨损,在疲劳后期减轻摩擦磨损。微动疲劳裂纹源形成于试样发生微动摩擦磨损的表面,并出现疲劳台阶。在扭矩产生的切向剪切应力作用下,疲劳裂纹沿着与轴向45°角的方向扩展,最终在断口上留下显著的舌状凸起,拉应力的幅值越大舌状凸起越明显。     

菱形加载路径下35CrMoA钢的微动疲劳行为EI北大核心CSCD

采用MTS809拉扭复合疲劳试验机、扫描电镜(SEM)研究了接触应力为150MPa时35CrMoA合金钢在菱形加载路径下微动疲劳性能。结果表明:随着等效应力幅值的增加,材料的软化、硬化效果更加明显;剪应力-剪应变滞后回线的面积增大;裂纹萌生源区的面积减小,瞬断区面积与总断面面积的比例增加,瞬断区的撕裂也越严重。微动磨损使表面塑性枯竭,从而形成疲劳裂纹源。     

轻合金自冲铆微动磨损及疲劳性能研究

选择4组轻合金自冲铆进行疲劳实验,用扫描电子显微镜和能谱仪对其断口进行微动磨损机理分析,并系统地研究了接头疲劳寿命和失效形式的影响因素。结果表明,下板与钉腿区的微动磨损是导致下板沿纽扣断裂和铆钉断裂的主要原因,两板间的微动磨损是导致上板靠钉头断裂的主要原因;微动磨屑主要成分为金属板材氧化物,并对微动磨损起缓冲作用。增加板厚可提高接头疲劳寿命,且疲劳载荷较大时寿命提高更为显著;增加板强可提高接头疲劳寿命,且寿命提高程度受疲劳载荷影响较小。增加板厚使失效形式从上板断裂变为下板断裂,增加板强使失效形式从板材断裂变为铆钉断裂。     

材料的微动疲劳机理及防护措施的研究进展

论述了微动疲劳的概念及时其研究的必要性.对微动疲劳研究的4个主要部分即微动疲劳的机理研究、影响因素、寿命预测和防护方法的发展过程进行了论述,尤其对当前的研究现状及所取得的成果做了重点阐述,并说明了一些尚待研究的问题.从微动疲劳机理研究、研究方法和防护方法等几个方面概述了微动疲劳研究的发展趋势.     

微动疲劳裂纹萌生位置及形成方式研究

着重研究了微动桥足不同几何形状——方足(r=0mm)及带不同半径r(0.3mm、0.6mm、0.9mm)对微动区接触应力的影响,用不同的r值模拟微动桥足在微动疲劳中的磨损状况。采用ANSYS有限元分析软件详细计算了接触表面的应力分布和磨损区、粘着区、滑动区及张开区的大小,进而讨论裂纹的萌生位置,并建立了不同的r大小即磨损状况与裂纹萌生位置的关系。同时针对方足微动桥/平面试件的接触几何,计算了不同名义接触压力分布形式对接触面上应力分布的影响。此外,还对方足微动桥/平面试件接触几何进行了三维有限元分析,证明了萌生裂纹通常是以多源方式同时出现。计算结果与实验结果吻合很好。     

铝合金材料的微动疲劳及其防护研究进展

主要论述微动疲劳的研究的必要性和微动疲劳的基本概念。我们研究微动疲劳主要从4个部分来进行论述,即微动疲劳的影响因素、机理研究、防护方法和寿命预测的发展过程,其中机理研究和防护方法我们要着重阐述一下,这是有效防范或者减轻微动疲劳的对铸件的伤害的根本。最后根据其研究情况,提出一些尚未得到解决的问题,有待以后研究攻破。     

Multi‐axial fretting fatigue behaviour of 35CrMoA steel

The fretting fatigue behaviours in 35CrMoA steel were investigated under conditions of the various contact pressure and the same maximum equivalent stress of cyclic multi‐axial loading. The specimens were characterized by optical microscopy and scanning electron microscopy. Results showed that the fretting fatigue life has complex variation with the increase of contact pressure. The different contact pressure also played very important role in fretting wear model and various wear scars were formed. The influence of them at the fretting surface on the fretting fatigue life was finally discussed by the comparison of the experimental and numerical analysis results.     

某发动机压气机四级转子叶片榫头断裂分析

对某发动机经80h试车后四级压气机35~#转子叶片榫头折断故障做了分析。经金相与扫描电镜观察和模拟试验,使故障再现。分析认为,是加工配合过盈、局部接触应力过大出现微振磨损所致,并提出改进措施。     

JT9D-7R4G2型发动机八级压气机盘及叶片失效原因分析

通过对失效的第八级压气机盘和叶片观察和金相分析,探讨了该失效件断裂的原因。结果表明,微动磨损引起疲劳断裂。     

Torsion fatigue failure of bus drive shafts

The mystery surrounding high failure rates in the drive shafts of a large municipal transit agency's fleet of 40 newly acquired articulated buses is investigated. The drive shafts were fabricated from a low-carbon (0.45%) steel such as AISI 5046. An examination of the drive shafts on all 40 buses is conducted, and 6 different drive shaft designs are identified among the fleet, but all of the failures, 14 in all, are limited to just one of the identified designs. Microscopic examination of the fracture surface of one of the failed drive shafts under a scanning electron microscope is conducted to determine the failure mode. Evidence of high-cycle fatigue is found, and a finite-element analysis is conducted to compare the maximum stress of the design exhibiting failures with the most common of the other designs that exhibits no failures. A fatigue life prediction is performed to determine just how much longer the expected fatigue life of the surviving design is compared to the design that suffered the early failures.     

A multiaxial fretting fatigue test for spline coupling contact

A novel fretting fatigue experimental methodology is presented for mimicking the salient fretting variables for arbitrary axial locations within a complex spline coupling geometry, under combined torque, axial loading and rotating bending moment. The approach permits the simulation, in a simplified test arrangement, of the superimposed multiaxial fretting conditions between the spline teeth. This is achieved via the combination of a low frequency in-plane cyclic normal clamping load and a higher frequency out-of-plane cyclic fatigue stress. The latter is known from spline fatigue tests to play a critical role, along with torque and axial loads, in fretting fatigue cracking of splines.     

齿轮传动箱断裂失效分析及预防

齿轮传动箱在使用中产生疲断裂,通过电镜观察,金相检验力学性能测试及力计算等方法进行分析,找出了引起疲劳破坏原因,并提出了改进措施。     

高速离心式压缩机叶片断裂失效分析

某高速离心式压缩机叶片在运行过程中发生断裂。通过对叶片断口及冲蚀表面进行宏观观察、材料化学成分分析、力学性能测试、断口扫描电镜观察、能谱分析和显微组织分析,找出了叶片的断裂失效原因。结果表明:压缩机叶片断裂主要是由于级间冷却器流体布局设计不合理,致使叶片在运行时不断受到冷却器管束铝翅片微粒高频脉动的冲刷磨损作用,在局部叶片迎风表面形成垢层,产生了高周疲劳载荷,使位于其对称位置的叶片在相对薄弱的顶部萌生裂纹并逐渐扩展,最终导致叶片高周疲劳断裂失效;另叶片材料冲击韧度低加速了疲劳裂纹的扩展。