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

1、　　等離子噴涂技術(shù)可用于失效零件表面修復(fù)和改性，延長其服役壽命。采用聲發(fā)射技術(shù)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(jī)理具有非常重要的意義。本文采用超音速等離子噴涂設(shè)備在45#鋼基體上制備了具有ALSiNi粘結(jié)底層的Fe基合金涂層。借助相關(guān)的分析設(shè)備對涂層的微觀結(jié)構(gòu)、成分、相結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并對其孔隙率、結(jié)合強(qiáng)度、顯微硬度和彈性模量進(jìn)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(jī)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(jìn)行了基于聲發(fā)射信號的涂層接觸疲勞失效預(yù)警的研究，建立了預(yù)警壽命和失效壽命的 Weibull 分布概率統(tǒng)計(jì)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(jìn)行分解和重構(gòu)，提取了包含疲勞損傷特征的波形和頻率信息。
　　結(jié)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(kuò)展和裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展四個(gè)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(kuò)展和失穩(wěn)擴(kuò)展持續(xù)時(shí)間極短，一旦裂紋開始穩(wěn)定擴(kuò)展，則預(yù)示著最終失效即將發(fā)生；根據(jù)裂紋失穩(wěn)擴(kuò)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(shí)易發(fā)生剝落或分層失效，幅值為78~83dB易發(fā)生點(diǎn)蝕失效；聲發(fā)射幅值、RMS、能量、計(jì)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(yù)警先于最終失效出現(xiàn)，隨著循環(huán)周次的增加，預(yù)警量增加。在失效概