基于聲發(fā)射技術的等離子噴涂層接觸疲勞損傷過程及損傷機理的研究.pdf

1、　　等離子噴涂技術可用于失效零件表面修復和改性，延長其服役壽命。采用聲發(fā)射技術監(jiān)測等離子噴涂層的接觸疲勞損傷過程并揭示其損傷機理具有非常重要的意義。本文采用超音速等離子噴涂設備在45#鋼基體上制備了具有ALSiNi粘結底層的Fe基合金涂層。借助相關的分析設備對涂層的微觀結構、成分、相結構進行了表征，并對其孔隙率、結合強度、顯微硬度和彈性模量進行了測試；研究了涂層接觸疲勞損傷過程中聲發(fā)射信號反饋規(guī)律，分析了涂層接觸疲勞損傷機理；探討了不同

2、接觸疲勞失效模式下聲發(fā)射幅值的變化規(guī)律；研究了聲發(fā)射特征參數(shù)在不同接觸疲勞損傷階段的反饋規(guī)律；進行了基于聲發(fā)射信號的涂層接觸疲勞失效預警的研究，建立了預警壽命和失效壽命的 Weibull 分布概率統(tǒng)計模型；通過小波變換對不同接觸疲勞損傷階段的聲發(fā)射信號進行分解和重構，提取了包含疲勞損傷特征的波形和頻率信息。
　　結果表明，涂層接觸疲勞損傷過程分為彈塑性變形、裂紋萌生、裂紋穩(wěn)定擴展和裂紋失穩(wěn)擴展四個階段，彈塑性變形和裂紋萌生占涂層

3、全部壽命的80%以上，是決定疲勞壽命長短主要階段。裂紋穩(wěn)定擴展和失穩(wěn)擴展持續(xù)時間極短，一旦裂紋開始穩(wěn)定擴展，則預示著最終失效即將發(fā)生；根據(jù)裂紋失穩(wěn)擴展階段的聲發(fā)射幅值可以判斷涂層接觸疲勞失效模式，幅值為87~93dB時易發(fā)生剝落或分層失效，幅值為78~83dB易發(fā)生點蝕失效；聲發(fā)射幅值、RMS、能量、計數(shù)和平均頻率在不同接觸疲勞損傷階段具有不同的反饋規(guī)律；基于聲發(fā)射信號的失效預警先于最終失效出現(xiàn)，隨著循環(huán)周次的增加，預警量增加。在失效概