多重缺口對(duì)磁滯合金棒材疲勞性能的影響.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，大量新型磁性功能材料作為核心元件廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代高科技領(lǐng)域。由于此類材料往往工作在電磁場(chǎng)環(huán)境下，不可避免的涉及到機(jī)械載荷與電磁場(chǎng)共同作用的問題，因此該材料能否安全穩(wěn)定的工作也成為了人們關(guān)注的話題。在抗疲勞設(shè)計(jì)方面，以往的研究工作主要涉及在機(jī)械載荷作用下的疲勞分析，但對(duì)于磁性材料來說，磁場(chǎng)的作用會(huì)使其產(chǎn)生磁彈變形，從而影響機(jī)械載荷作用的應(yīng)力應(yīng)變，如果按傳統(tǒng)的疲勞分析方法進(jìn)行計(jì)算會(huì)產(chǎn)生一定的偏差，因此需要針對(duì)此特性尋求

2、出適合該類材料的疲勞分析方法，為系統(tǒng)研究磁性材料的疲勞特性打下基礎(chǔ)。
　　本文從工程實(shí)際出發(fā)，研究含有多重缺口的磁滯合金棒材的疲勞性能。建立了在徑向磁場(chǎng)環(huán)境下承受軸向載荷作用的V型缺口有限元模型，運(yùn)用ANSYS軟件進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析，并通過磁致伸縮公式計(jì)算出在磁場(chǎng)環(huán)境下的磁彈變形，修正有限元分析的結(jié)果，得到實(shí)際缺口根部的最大應(yīng)力應(yīng)變，計(jì)算出理論應(yīng)力集中系數(shù)Kt，并運(yùn)用局部應(yīng)力應(yīng)變法計(jì)算出疲勞壽命。而后在V型缺口模型的基礎(chǔ)上增加缺口，

3、構(gòu)成雙缺口和三缺口模型，分析計(jì)算Kt與疲勞壽命。結(jié)合分析出的一系列數(shù)據(jù)結(jié)果，開展了如下的研究工作。
　　1.均布徑向磁場(chǎng)環(huán)境下多缺口參數(shù)對(duì)Kt的影響規(guī)律。
　　在試件的V型缺口旁邊增加缺口可以緩和試件原V型缺口根部的應(yīng)力集中，且通過改變新增缺口的缺口參數(shù)可以進(jìn)一步控制應(yīng)力集中程度。試驗(yàn)表明:減小新增缺口與原缺口的間距d可以顯著降低應(yīng)力集中水平;增大新增缺口的張角α與缺口尖端半徑ρ也可降低應(yīng)力集中;新增缺口的深度h與原V型缺口

4、的深度相近時(shí)，應(yīng)力集中較小，特別是三缺口模型，新增缺口的深度與原缺口深度之比為0.9時(shí)，Kt達(dá)到最小。
　　2.均布徑向磁場(chǎng)環(huán)境下多缺口參數(shù)對(duì)試件疲勞壽命的影響。
　　利用疲勞壽命估算的局部應(yīng)力應(yīng)變法計(jì)算出試件的疲勞壽命，建立了多缺口參數(shù)與疲勞壽命的變化關(guān)系。計(jì)算結(jié)果顯示:在多缺口模型中，缺口間距對(duì)疲勞壽命lg(2N)有確切的影響，間距越小，疲勞壽命越長(zhǎng);缺口深度h對(duì)疲勞壽命也有一定影響;而缺口張角α和缺口尖端半徑ρ的影響較