燕尾榫连接结构低周微动疲劳寿命预测

在低周疲劳寿命预测方法中，通过引入摩擦功因子，考虑微动作用对构件疲劳寿命的影响，对传统的名义应力法进行改进，以用于构件的低周疲劳寿命预测．针对燕尾榫连接结构，采用有限元技术求解接触问题，获得结构接触应力及接触状态量的分布，并预测裂纹萌生的位置．进一步应用该位置处的应力场和接触状态进行结构的寿命预测，通过燕尾榫连接结构的低周微动疲劳试验，

确定微动疲劳寿命的附加应力法

通过引进新的微动疲劳参数 ,对微动疲劳寿命进行定量分析。将微动作用的效果作为一种附加应力 ,与普通力学分析中得到的宏观应力一起作为总应力作用于构件。用这个总应力按疲劳寿命计算公式或对照疲劳寿命S -N曲线得到疲劳寿命 ,这个疲劳寿命就是微动疲劳寿命。这种方法称为附加应力法。

涂层参数对圆柱?平面微动疲劳寿命的影响

应用Hertz弹性接触理论,分析圆柱/平面微动模型下的接触区域宽度,建立基于临界面法的SWT微动疲劳寿命预测模型.以圆柱平面微动垫模型为研究对象,建立微动疲劳涂层的有限元模型.通过数值模拟,讨论微动疲劳试件表面涂层的接触应力,分析涂层厚度、涂层与微动试件的弹性模量之比对圆柱微动垫模型疲劳寿命的影响.结果表明:随着涂层厚度的增大,微动疲劳寿命增大;随着微动试件的弹性模量之比的增大,微动疲劳寿命减小.分析的结果有助于理解微动疲劳涂层的失效机理,为微动疲劳的涂层设计提供理论指导.

低周载荷下NiTi微动疲劳寿命预测模型研究

微动磨损加速材料疲劳失效,微动疲劳是微动磨损和普通疲劳共同作用的结果;NiTi形状记忆合金具有良好的耐磨性和抗疲劳特性,可以延缓损伤的发生和扩展;改进原有的微动疲劳寿命预测模型,将微动磨损作为影响微动疲劳寿命的重要因素,引入NiTi微动疲劳寿命预测模型中;给出合理有效的NiTi微动疲劳寿命预测模型。

钛合金燕尾榫高温低周微动疲劳寿命预测

针对钛合金燕尾榫的高温低周微动疲劳寿命预测问题,通过讨论试验载荷和温度对燕尾榫微动疲劳寿命的影响,发展了考虑温度影响的修正损伤参量,即拉伸型等效损伤参量 S和剪切型等效损伤参量 F,建立了能综合考虑温度和损伤参量影响的燕尾榫高温微动疲劳寿命模型,并拟合出某 TC11 钛合金燕尾榫连接结构的微动疲劳寿命模型中所需的材料常数。结果表明:拟合相关性系数最小为 0.9394,证实了该模型的适用性。通过计算拉伸型等效损伤参量 S和剪切型等效损伤参量 F在榫接触面上的最大值所在位置预测了微动裂纹的萌生位置,与微动疲劳试验件裂纹的萌生位置一致。利用高温微动疲劳寿命模型对不同试验载荷和温度下的燕尾榫连接结构的微动疲劳寿命进行预测,与试验结果相比,预测结果的误差在2倍分散带以内。

钛合金连接结构微动疲劳寿命预测模型

目前钛合金材料发展迅速,其在直升机结构上的应用也日益广泛,但国内对于钛合金基于微动擦蚀的直升机疲劳寿命预测缺乏系统的理论研究。本文通过疲劳理论和试验方法对国产钛合金新研材料疲劳性能进行深入研究,运用SWT临界平面法预测钛合金连接结构微动疲劳寿命及裂纹萌生位置,并根据试验所得的数据点进行参数修正,根据修正后的参数重新进行寿命预测并确立钛合金应用于直升机结构的S-N曲线。结果表明,预测寿命基本分布在2倍误差带以内,验证了该模型应用于直升机结构微动疲劳寿命预测及直升机结构疲劳设计的准确性。

侧压对传热管用690合金微动疲劳寿命影响的计算分析与估算公式

微动是蒸汽发生器传热管失效的一个主要原因,揭示传热管用690合金的微动疲劳十分重要。本文通过有限元模型和自编程序计算分析了690合金与抗震条间平-平面接触副微动疲劳裂纹萌生寿命,重点研究了侧压对微动疲劳寿命的影响。结果表明,侧压下的裂纹萌生寿命远低于其标准疲劳寿命,降低程度与微动接触状态和微动磨损均有关。在此基础上提出了一个考虑侧压影响的微动疲劳寿命估算公式。该经验公式具有较简单的解析表达式,且对疲劳寿命的计算较为保守,可方便地用于工程设计和寿命预估。

基于微动接触力学的柱-平板结构疲劳寿命研究

在ABAQUS中对柱-平板结构的微动接触行为展开仿真模拟,分析不同法向接触力P、轴向循环载荷σ条件下,微动接触区的应力分布规律;基于临界平面的思路,结合Smith-Watson-Topper(SWT)微动损伤参数,进一步研究模型微动疲劳寿命及其影响因素。结果表明:P的改变会直接影响接触压力P0和接触半宽a;σ对轴向正应力和切应力的影响较大;SWT参数的最大值总是发生在接触区边缘,证明此处是结构的薄弱点;增加P和σ均会使疲劳寿命值降低,但过大的P和σ会减缓这种影响效果。

微动疲劳寿命可靠性分析方法

针对结构的微动疲劳问题,发展了一种寿命可靠性分析方法.在微动条件下,接触区域处于多轴应力状态,采用基于临界平面法的多轴疲劳参数对结构的微动疲劳寿命进行预测.在确定性寿命计算的基础上,考虑弹性模量、摩擦系数以及寿命预测模型中材料常数的随机性,利用响应面方法,结合Monte-Carlo模拟技术获得结构微动疲劳寿命可靠性模型.最后将此方法用于燕尾榫结构的微动疲劳寿命可靠性分析,验证了所提出方法的可行性和有效性.

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对其研究的必要性。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。

钛合金TC11微动疲劳特性研究

以航空发动机榫连接结构微动疲劳问题的简化模型为研究对象,设计和制造了一套采用液压加载方式来实现微动疲劳法向载荷施加的试验装置,用于研究钛合金TC11微动疲劳的损伤过程,并对试验过程中在接触区域萌生裂纹的试件断口进行观测。研究结果表明:保持法向载荷恒定不变,增加轴向载荷将减少微动疲劳寿命。同样,保持轴向载荷恒定不变,法向载荷对微动疲劳寿命影响不如轴向载荷显著。另外,等效应力和滑移幅值是微动疲劳寿命的主要影响因素。

高温复合载荷下钛合金微动疲劳特性的研究(英文)

实验研究了多个参数对钛合金与不锈钢摩擦副微动疲劳寿命和微动摩擦系数的影响 .结果表明 ,较低的拉应力下 ,微动疲劳寿命显著降低 ,其最大降低对应的接触应力下 ,微动副具有最大的摩擦功耗 .微动疲劳寿命随温度非线性变化 :从室温～ 2 0 0℃ ,随温度增加而降低 ;随后反而增加 ,3 0 0～ 5 0 0℃持续降低 .复合载荷下 ,低周幅值不变 ,增加高周载荷的幅值 ,微动疲劳寿命随幅值比的增加而降低 .最初 ,摩擦系数随循环参数增加 ,随后降低并趋于稳定 .高温下由于形成了润滑性氧化物而大幅度降低 .微动幅度小于临界值时 ,摩擦系数随微动幅度的增加线性增加 ,然后保持常值 .摩擦系数和正压力间的关系满足 f =2 .6 91 - 0 .40 9lnσN,从 5～ 45μm时 ,摩擦系数从 0 .2增加到 0 .8.

TA16、DD6及FGH95材料的抗疲劳性能对比

采用自主设计的微动疲劳加载设备对机械部件使用的TA16、DD6及FGH95三种合金材料的疲劳性能进行了研究。实验结果表明,这三种合金材料的初始疲劳裂纹首先出现在材料和微动垫相互接触的区域,这说明这种微动疲劳加载设备具有良好的性能。DD6和FGH95合金材料的微动疲劳寿命比TA16材料的要高。

摩擦型高强螺栓节点微动疲劳性能试验及有限元分析

基于Q235钢材、10.9级摩擦型高强螺栓连接件微动疲劳寿命试验和断口扫描电镜分析结果,通过有限元方法建立了Q235高强螺栓单面连接微动疲劳寿命数值预测模型。在此基础上开展螺栓预紧力和接触面摩擦系数对高强螺栓单面连接微动疲劳寿命的影响分析,考察螺栓预紧力的不足和连接板接触面摩擦系数的改变对接触面正应力、切应力和相对位移的影响以及数值的变化。分析结果表明:螺栓预紧力和接触面摩擦系数对微动疲劳寿命都有一定的影响,其中螺栓预紧力较JGJ 82—2001《钢结构高强度螺栓连接技术规程》要求低10%时,微动疲劳寿命降低约12%;连接板接触面摩擦系数每减小0.5,微动疲劳寿命降低约10%。

某型大功率船用齿轮箱轴承的失效分析

某型大功率船用齿轮箱实船运行后轴承在设计寿命内塑变失效,在试验台上空负荷试车后轴承损伤,经分析认为是箱体加工精度不足造成轴承滚柱微动损伤。