李康
,
付雪松
,
周文龙
钛工业进展
综述了涡轮发动机钛合金叶片榫头微动疲劳失效的两种试验方法（轴向微动疲劳试验和榫型微动疲劳试验）的研究现状。轴向微动疲劳试验技术适用于微动疲劳失效机理的研究，应用于抗微动疲劳防护层试验验证的研究也较多；而榫型微动疲劳试验技术则多用于力学分析和模型建立等方面。榫头微动疲劳问题的研究还远未完善，应综合运用微动磨损、轴向微动疲劳和榫型微动疲劳等技术，并配合有限元分析手段，开展微动疲劳机理、多因素影响及防护层作用等方面的系统研究。
关键词:
榫头
,
微动疲劳
,
损伤机理
,
轴向微动疲劳
,
榫型微动疲劳
宋川
,
刘建华
,
彭金方
,
张林
,
周琰
,
朱旻昊
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.007
研究LZ50车轴钢不同过盈配合接触应力水平对旋转弯盐微动疲劳寿命的影响.分别利用光学显微镜、扫描电子显微镜对过盈配合表面的微动损伤表面和断口进行分析.结果表明,随着过盈量的增加,LZ50车轴钢旋转弯曲微动疲劳寿命呈现先降低而后升高的非线性特征,这是多轴复杂应力、配合面的接触应力、微动摩擦应力以及微动磨损交互作用的结果.
关键词:
微动疲劳
,
旋转弯曲
,
车轴
,
接触应力
,
过盈配合
刘兵
,
何国球
,
蒋小松
,
向学渊
,
胡正飞
,
朱旻昊
材料科学与工艺
为了解微动疲劳失效机理,通过柱面对柱面的接触方式,研究了60Si2Mn钢在椭圆形路径、拉扭耦合作用下的多轴低周微动疲劳特性,深入分析讨论了不同轴向循环拉伸应力幅值对摩擦磨损表面和断口形貌的影响.结果认为：磨损区产生的氧化物磨屑对微动区磨擦损伤行为具有显著影响;微动摩擦磨损对试样表面的影响深度只有数十微米;微动疲劳裂纹源形成于微动摩擦磨损区的边缘;裂纹源有氧化现象发生,并附着有细小的氧化物磨屑.
关键词:
微动疲劳
,
磨擦磨损
,
失效分析
,
断口形貌
沈月
,
何国球
,
田丹丹
,
刘晓山
,
吕世泉
金属功能材料
doi:10.13228/j.boyuan.issn1005-8192.2015046
研究了在菱形加载路径,相同等效应力幅值(400 MPa)下,不同接触应力(50、150、250 MPa)对35CrMoA微动疲劳特性的影响.循环应力响应表明:接触应力越高,35CrMoA循环软化的程度越严重.滞后回线表明:微动疲劳的破坏主要由剪切应力引起,剪应力剪应变循环滞后环的面积随着接触应力增大而变大.微动斑微观结果表明:当接触应力较小时,微动斑中的滑移区较宽,粘着区较窄,反之亦然;接触应力越大,微动斑磨损越严重.微动疲劳宏观断口表明:微动疲劳裂纹源萌生于微动斑,裂纹开始扩展的方向垂直于试样表面.
关键词:
合金钢
,
35CrMoA
,
微动疲劳
,
接触应力
,
菱形路径
刘兵
,
何国求
,
蒋小松
,
向学渊
,
胡正飞
,
朱曼昊
材料研究学报
饬?0Si_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.
关键词:
属材料
,
微动疲劳
,
疲劳寿命
,
循环软化
,
断口形貌分析
平学成
,
朱增辉
,
吴卫星
,
李烽
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151020.003
为研究纤维金属层板的微动疲劳特性，首先，基于三维坐标系下的临界平面法求解了纤维金属层板铝层临界平面上的应力和应变分量，并进一步求解了 Smith-Watson-Topper (SWT)和 I 型 Nita-Ogatta-Kuwabara (NOK)应变能密度参数；然后，建立了应变能密度参数-微动疲劳寿命关系式，并通过实验数据得到了寿命预测公式中的待定参数；最后，采用I型NOK应变能密度准则分析了铝层厚度、纤维层厚度、各层相对厚度和桥足圆角半径等对微动疲劳损伤位置和寿命的影响，并为纤维金属层板抗微动疲劳设计提出了一些合理化建议。结果表明：增加铝层厚度可以延长微动疲劳寿命，但增加纤维层厚度和桥足圆角半径不会改善微动疲劳特性。提出的方法可为分析纤维金属层板铆接和螺栓连接中的微动疲劳问题提供理论依据。
关键词:
纤维金属层板
,
微动疲劳
,
裂纹萌生
,
应变能密度法
,
临界平面
蔡强
,
张翼
,
李闯
,
邹润
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.04.041
目的 探讨ZL702A铝合金的微动损伤机理,寻找适合的微动疲劳寿命预估模型.方法 以ZL702A铝合金为研究对象,设计方足桥-试件微动模拟件进行微动疲劳实验,用4XC-PC金相显微镜观察断裂试件表面的磨损形貌,探讨微动损伤机理.建立方足桥-试件有限元模型,编程计算剪应变幅、法向正应力、相对滑移距离等微动特征参数,分别运用FS、KBM、McDiarmid以及Ruiz参数预测ZL702A铝合金微动疲劳寿命.结果 疲劳裂纹主要在局部塑性区成核,剪切应变可以加速裂纹核的形成,疲劳裂纹增长是裂纹尖端剪切带不断聚合的过程,裂纹面上的法向应力/应变使这种聚合加速.法向载荷保持不变,随着最大轴向力的增大,微动损伤增大.4种微动疲劳寿命预估模型的结果表明,微动损伤在试件接触区边缘最大,容易萌生微动裂纹,与实验值一致.微动疲劳寿命预测结果表明,Ruiz参数预测结果与实验结果误差在2倍公差带因子范围内,最接近实验值.结论 微动磨损区分为粘着区、混合区、滑移区,在混合区边界上最容易发生塑性变形,萌生微动疲劳裂纹,用Ruiz参数预测ZL702A铝合金的微动疲劳寿命是可行的.
关键词:
ZL702A铝合金
,
微动磨损
,
微动疲劳
,
有限元法
,
寿命预测
吕世泉
,
何国球
,
沈月
,
田丹丹
,
刘晓山
,
林国斌
,
任敬东
,
胡杰
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.01.015
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.
关键词:
35CrMoA
,
菱形加载
,
微动疲劳
,
等效应力幅值
,
断口形貌
,
裂纹源
王燕礼
,
朱有利
,
刘忠伟
,
唐亮
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160410
HXD1型电力机车的牵引电机转轴和小齿轮轴采用圆锥过盈配合传动结构（下称转轴组件），使用中该组件出现了早期断裂失效。本文通过理化检测、断口和配合面宏／微观形貌观察等失效分析技术对失效组件进行了分析。结果表明，材料成分、组织和显微硬度正常，小齿轮轴和电机转轴的失效形式分别为高周疲劳断裂和微动疲劳断裂。造成组件失效的原因和过程是，小齿轮轴近齿端油槽－油孔交界线处有较大的结构应力集中，油槽底部周向加工刀痕造成附加应力集中，在应力集中和旋转弯曲疲劳载荷作用下油孔边两个应力集中点萌生了疲劳裂纹并扩展；随小齿轮轴裂纹的不断扩展转轴组件结构刚度减小，继而诱发了与小齿轮轴匹配的电机轴配合面的微动疲劳，电机轴疲劳裂纹萌生于微动区的边缘处；电机转轴先于小齿轮轴完全断裂。基于本文的分析结果提出了提高组件抗疲劳断裂的技术措施。
关键词:
机车
,
转轴组件
,
应力集中
,
微动疲劳
,
高周疲劳
,
圆锥过盈配合
田丹丹
,
何国球
,
沈月
,
刘晓山
,
吕世泉
,
林国斌
,
任敬东
,
胡杰
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.05.014
研究了35CrMoA合金钢在接触应力为150 MPa,等效应力幅值为400 MPa时方形和菱形路径下的微动疲劳特性,包括循环应力响应特征、疲劳寿命、微动斑及微动疲劳断口的形貌特征。结果表明,方形路径下,35 CrMoA钢经缓慢循环软化、快速软化到达最后的稳定阶段,而菱形加载下,材料快速软化之后直接到达稳定阶段；两种路径下的疲劳寿命差别不大；方形加载的滑移区较宽,粘着区较窄,而菱形加载则相反；方形路径下裂纹垂直于试样表面扩展,而菱形加载路径下的微裂纹是曲折的,沿与轴线成一定角度的方向上扩展。
关键词:
35 CrMoA合金钢
,
加载路径
,
微动疲劳
,
微动斑
,
断口形貌
