鎳鈦根管銼超聲疲勞行為及其機(jī)理研究.pdf

1、本文以鎳鈦根管銼為研究對(duì)象，采用自行設(shè)計(jì)的專(zhuān)用超聲疲勞測(cè)試裝置和模擬根管對(duì)其在無(wú)約束條件和彎曲條件下的超聲疲勞行為進(jìn)行了測(cè)試，并記錄了鎳鈦根管銼發(fā)生超聲疲勞斷裂的振動(dòng)次數(shù)和斷裂位置；利用有限元分析方法研究了鎳鈦根管銼在無(wú)約束條件下的振動(dòng)特性和諧響應(yīng)特性；通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)分析了鎳鈦根管銼在無(wú)約束條件和彎曲條件下的超聲疲勞斷口特征，討論了鎳鈦根管銼發(fā)生超聲疲勞斷裂的原因和機(jī)理。 研究表明，鎳鈦根管銼在無(wú)約束條件和彎曲條件

2、下的平均超聲疲勞壽命均在10<'8>次以上，屬超高周疲勞范疇。 無(wú)約束條件下鎳鈦根管銼的超聲疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明，超聲疲勞壽命與鎳鈦根管銼的直徑成正比，而且鎳鈦根管銼在無(wú)約束條件下的超聲疲勞斷裂往往發(fā)生在距夾持端16.78-17.73mm的位置，即在鎳鈦根管銼工作尖端2-3mm附近的位置，但斷裂位置與鎳鈦根管銼的直徑關(guān)系不大。根據(jù)鎳鈦根管銼在無(wú)約束條件下的有限元?jiǎng)恿W(xué)分析結(jié)果，鎳鈦根管銼的11階和12階固有振動(dòng)頻率與超聲測(cè)試頻率相近

3、，表明鎳鈦根管銼在試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生超聲共振，并承受六階彎曲的振型。在超聲振動(dòng)的激勵(lì)下，鎳鈦根管銼在距工作尖端2-3mm附近的位置應(yīng)力最大，因而該處是最易于產(chǎn)生超聲疲勞裂紋的位置，其分析結(jié)果與超聲疲勞試驗(yàn)結(jié)果吻合。 SEM斷口分析結(jié)果表明，在無(wú)約束條件下，引起鎳鈦根管銼發(fā)生超聲疲勞斷裂的疲勞裂紋起源于試樣表面，并且通過(guò)能譜及斷口的金相分析表明，鎳鈦根管銼試樣表面分布著可能是加工過(guò)程造成的氧化物夾雜，而試樣心部則未見(jiàn)任何異常。這些夾雜

4、物在反復(fù)拉、壓應(yīng)力作用下，成為超聲疲勞裂紋形成的核心。 彎曲條件下鎳鈦根管銼的超聲疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明，在彎曲條件相同的情況下，鎳鈦根管銼的平均超聲疲勞壽命隨根管銼直徑的增加而增加；對(duì)于同一型號(hào)的鎳鈦根管銼，其平均超聲疲勞壽命隨彎曲根管曲率角的降低和曲率半徑的增加而增加。同時(shí)，鎳鈦根管銼在彎曲條件下的超聲疲勞斷裂通常發(fā)生在樹(shù)脂模擬彎曲根管曲率最大的位置附近，即鎳鈦根管銼在樹(shù)脂模擬彎曲根管中發(fā)生最大變形量的位置。因?yàn)樵谶@些位置，鎳鈦根