40CrNi2MoA鋼的彎曲微動(dòng)疲勞特性及電機(jī)小齒輪軸失效分析研究.pdf

1、微動(dòng)疲勞促進(jìn)微裂紋迅速萌生并擴(kuò)展，導(dǎo)致構(gòu)件的疲勞壽命急劇降低，在遠(yuǎn)低于常規(guī)疲勞極限的壽命內(nèi)失效。微動(dòng)疲勞廣泛存在于機(jī)械行業(yè)、核電、船舶、橋梁、航空航天及化工等各種工業(yè)領(lǐng)域中，是緊密配合件的主要失效形式。根據(jù)外加載荷的不同，可以將微動(dòng)疲勞分為三種運(yùn)行模式:拉壓微動(dòng)疲勞、彎曲微動(dòng)疲勞和扭轉(zhuǎn)微動(dòng)疲勞。目前國(guó)內(nèi)外已有的微動(dòng)疲勞研究成果集中于拉壓微動(dòng)疲勞，后兩者見(jiàn)報(bào)道者較少。本研究可以幫助深入探索研究微動(dòng)疲勞的損傷機(jī)制，并對(duì)工程實(shí)踐中微動(dòng)疲勞防護(hù)

2、具有一定的理論指導(dǎo)價(jià)值。
　　本研究在疲勞試驗(yàn)臺(tái)上，研究圓柱/圓柱式正交接觸模式下的彎曲微動(dòng)疲勞特性。研究了不同的彎曲載荷和循環(huán)次數(shù)對(duì)40CrNi2MoA合金鋼的損傷規(guī)律。針對(duì)斷裂試樣，從斷口分析、斷裂磨痕形貌和剖面分析三個(gè)角度出發(fā)，觀察并分析了疲勞裂紋和萌生及擴(kuò)展規(guī)律。對(duì)我國(guó)高鐵某型機(jī)車(chē)的電機(jī)軸-小齒輪軸過(guò)盈配合結(jié)構(gòu)失效件，探索其失效機(jī)理。獲得的主要結(jié)論如下:
　　(1)40CrNi2MoA合金鋼彎曲微動(dòng)疲勞S～N曲線(xiàn)呈“

3、C”型曲線(xiàn)特征。當(dāng)彎曲載荷位于曲線(xiàn)的“鼻子”處時(shí)，微動(dòng)運(yùn)行于滑移區(qū)，微動(dòng)疲勞壽命最短。
　　(2)微動(dòng)損傷區(qū)的磨痕呈橢圓狀。試樣接觸中心磨損嚴(yán)重，兩端因微動(dòng)滑移幅值不同形成寬度不對(duì)等的磨損帶。隨著彎曲載荷增大，接觸區(qū)磨損逐漸加劇，微動(dòng)運(yùn)行區(qū)域依次運(yùn)行于部分滑移區(qū)、混合區(qū)和滑移區(qū)，疲勞壽命呈先減小后增大的特性。
　　(3)斷裂性裂紋均出現(xiàn)在接觸區(qū)靠近加載端。裂紋主要在接觸應(yīng)力作用下萌生于次表層并以一定的角度擴(kuò)展，隨著深度增加，