圓弧接觸面和激光淬火對微動疲勞壽命的影響研究.pdf

1、微動損傷是工程中非常普通的一種損傷形式。研究表明，微動疲勞會使構(gòu)件的壽命降低30％以上。隨著鈦合金在航空結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用不斷擴大，微動損傷問題變得日益尖銳，己成為其應(yīng)用的主要障礙之一。因此，研究鈦合金的微動疲勞特性，采用相應(yīng)的措施對微動疲勞進行防護，比如改進結(jié)構(gòu)設(shè)計，尋找有效的表面改性方法等對提高鈦合金微動疲勞壽命具有重要的航空應(yīng)用意義。
　　本文首先研究了基于臨界面法的SWT壽命預(yù)測模型，并進一步對該模型提出修正，將有限元分析與試驗

2、數(shù)據(jù)綜合處理，得到兩個修正參數(shù)，并確立了微動疲勞壽命預(yù)測模型。與相關(guān)的試驗對比表明，修正后的壽命預(yù)測模型具有較高的準(zhǔn)確性和可靠度。
　　提出基于圓弧接觸面結(jié)構(gòu)的抗微動疲勞設(shè)計方法。本文通過有限元分析，研究了構(gòu)件微動區(qū)域的應(yīng)力場隨著圓弧面半徑的變化規(guī)律，并確定了適合的圓弧面半徑；設(shè)計、加工了6套圓弧接觸面微動疲勞試驗件，并完成了圓弧面接觸結(jié)構(gòu)的微動疲勞試驗。試驗結(jié)果表明，圓弧接觸面的微動疲勞壽命明顯高于平面-平面接觸的壽命值，在兩種

3、工況下分別提高了108.45%和44.09%，驗證了圓弧接觸面設(shè)計的可行性。另一方面，利用所提出的壽命預(yù)測模型對圓弧接觸面結(jié)構(gòu)進行了壽命預(yù)測。理論分析與試驗研究對比表明，壽命預(yù)測誤差較小，說明了壽命預(yù)測模型的適用性。
　　提出基于表面強化工藝的結(jié)構(gòu)抗微動疲勞設(shè)計方法。選用激光淬火工藝對6套平面—平面接觸試驗件進行表面處理，并對處理后的試驗件進行了微動疲勞試驗。結(jié)果表明：激光淬火后，平面-平面接觸結(jié)構(gòu)在兩種工況下的微動疲勞壽命值分別