接触面应力强度对微动裂纹萌生特性的影响.pdf

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1、2014年l2月润滑与密封Dee．2014第39卷第12期LUBRICAT10NENGINEERINGVo1．39No．12DOI：lO．3969／j．issn．0254—0150．2014．12．023接触面应力强度对微动裂纹萌生特性的影响苗会张翼龙哲冯占闯刘彩明黄名宗(中北大学机械与动力工程学院山西太原030051)摘要：根据微动接触副的几何结构和接触状态，以柱面桥脚微动桥与平面试样接触为研究对象，基于ANSYS软件建立其微动疲劳损伤有限元模型，分析应力强度和应力强度幅度对微动裂纹萌生特性的影响规律，采用swT临界面法预测微裂纹萌生位置并与试验结果进行比较。结果表明：

2、柱面桥脚微动桥与平面试样接触副在接触区存在应力集中，最大应力强度幅度出现在微动桥脚外侧接触区，在轴向应力作用下，此处的应变量最大，易于裂纹的萌生；SWT临界面法预测裂纹萌生位置与最大应力强度幅度所在位置一致，并与试验结果吻合。关键词：微动疲劳；裂纹萌生；SWT临界面法；应力强度中图分类号：TH117．1文献标识码：A文章编号：0254—0150(2014)12—110—4InfluenceofInterfaceStressIntensityonFrettingCrackInitiationCharacteristicsMiaoHuiZhangYiLongZheFengZh

3、anchuangLiuCaimingHuangMingzong(SchoolofMechanicalandPowerEngineering，NoahUniversityofChina，TaiyuanShanxi030051，China)Abstract：Accordingtothegeometryconfigurationandcontactstateofthefrettingcontactpairs，withthecylindricalfootfrettingbridgeandfiatsampleastheresearchobject，thefiniteelementm

4、odeloffrettingdamagewassetupbyANSYSsoftware．Theinfluenceofstressintensityandstressintensityamplitudeonfrettingcrackinitiationcharacteristicswasana—lyzed．SWTcriticalplaneapproachwasusedtopredictthemicro—crackinitiationposition．andthepredictedresultwascomparedwiththeexperimentalresult．There

5、sultsshowthatthereisstressconcentrationinthecontactregionoffrettingbridgeandplanesample．Thelocationofmaximumstressintensityamplitudeisatthecenterofcontactareaandalittlebi—asedoutboardofbridgefoot，wherethestrainisthemaximumundertheaxialload，whichresultsintheinitiationcrack．Crackinitiationp

6、ositionpredictedbySWTcriticalplaneapproachisconsistentwiththelocationofmaximumstressinten—sityamplitude，andconsistentwiththeexperimentalresults．Keywords：frettingfatigue；crackinitiation；SWTcriticalplaneapproach；stressintensity微动是两接触表面极小振幅的运动，微动疲劳是本文作者以45钢为例，基于ANSYS软件建立了构件在循环载荷的作用下，由于表面某一部位

7、与其他柱面微动桥试样的有限元模型，对应力强度和应力强接触表面产生小振幅相对滑动而导致构件疲劳强度降度幅度对接触面微动裂纹萌生特性的影响进行了分低或早期断裂的现象，通常发生在振动环境下析，并采用SWT临界面法对接触面微裂纹萌生位置“近似紧固”的机械配合件的接触表面，如螺栓连进行了预测，为微动裂纹萌生特性和寿命预测的研究接、连杆与连杆盖齿形配合面、机体与轴承盖的接触提供了参考。面等，一般其位移幅度为微米量级。微动可以造成接1SWT临界面法裂纹位置预测模型触表面摩擦磨损，引起构件咬合、松动、功率损失、通常，临界面是指材料内部发生主要