低法向载荷点接触的微动疲劳寿命研究

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1、硕士学位论文论文题目：低法向载荷点接触的微动疲劳寿命研究作者姓名徐学真指导教师孙伟明学科专业动力工程及工程热物理所在学院机械工程学院提交日期2015年6月浙江工业大学硕士学位论文低法向载荷点接触的微动疲劳寿命研究作者姓名：徐学真指导教师：孙伟明浙江工业大学机械工程学院2015年6月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterResearchonFrettingFatigueLifeofPointContactunderLowNormalLoadCandidate:XuXuezhenAdviso

2、r:SunWeimingCollegeofMechanicalEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyJun2015浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学

3、位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在______年解密后适用本授权书。2．不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日浙江工业大学硕士学位论文低法向载荷点接触的微动疲劳寿命研究摘要零部件之间的接触在机械结构中普遍存在。承受交变载荷时，接触区域的零部件会出现微动疲劳失效。在航空工业和核工业中，微动疲劳是造成关键零部件失效的原因之一。当前的结

4、构设计大多以强度分析为核心，往往忽视了零件间接触引起的微动疲劳失效。对于核电设备、飞行器中的核心部件的设计，通常需考虑各种可能的失效因素。目前在这些设备的设计工作中，已开始考虑微动疲劳对设备寿命的影响。因此对各类接触形式的微动疲劳寿命研究是十分必要的。本文以微动桥加载的结构为研究对象，在Hertz接触理论的基础上，通过有限元计算和压痕实验，研究了低法向载荷点接触状态下微动疲劳中的压痕形成规律，以及压痕对微动疲劳寿命的影响。本文的主要工作和成果如下：1.开展了低法向载荷点接触的压痕实验。针对微动桥加载结构，采用有限元分析方法，探索了低法向载荷点接触的压痕形成规律。获得了法向载荷PN、试样半径R1

5、、微动桥脚半径R2等参数，与压痕深度d、压痕根部曲率半径ρ的关系。获得了交变载荷作用下的压痕尺寸变化规律。得到了压痕几何尺寸和应力集中系数的关系。2.采用Mises等效应力作为表征参数，分析了低法向载荷作用下，接触区域节点的等效应力—时间历程。讨论了接触区域中点和接触边缘点，在微动条件下疲劳损伤的竞争关系。分析结果表明，微动疲劳寿命是接触应力循环和轴向拉应力循环决定的。在此基础上，提出了微动疲劳寿命的预测方法，经与实验结果的对比，该预测方法是偏安全的。关键词：微动疲劳，有限元，应力集中，点接触，压痕尺寸，寿命预测I浙江工业大学硕士学位论文RESEARCHONFRETTINGFATIGUELIF

6、EOFPOINTCONTACTUNDERLOWNORMALLOADABSTRACTContactbetweenpartsexistswildlyinmechanicalstructure.Thereisfrettingfatiguefailureincontactzone,whenpartsarebearingalternatingload.Frettingfatigueisoneofthereasonsthatcausethefailureofcorepartsinaviationindustryandnuclearindustry.Thestructuredesignatpresentis

7、dominatedbystrengthanalysis,andignoresthefrettingfatiguecausedbycontactbetweenparts.Variouspossibilitiesshouldbeconsideredinthedesignofcorepartsinnuclearpowerequipmentsandaircraft.Frettingfatiguehasbe