7A04鋁合金構(gòu)建及陽極氧化標(biāo)樣的疲勞性能研究.pdf

1、近年來我國鐵路事業(yè)快速發(fā)展，高速化、重載化的要求進(jìn)一步提高，對構(gòu)件抗疲勞設(shè)計(jì)的要求也更加嚴(yán)格。牽引梁作為轉(zhuǎn)向架的關(guān)鍵部件，也面臨著同樣的狀況。動車組的運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，腐蝕介質(zhì)對鋁合金的影響較大，腐蝕疲勞亦是牽引梁構(gòu)件的又一個(gè)嚴(yán)重問題。就上述問題，本文從兩方面進(jìn)行了研究。
　　(1)基于有限元計(jì)算應(yīng)用名義應(yīng)力法對鋁合金牽引梁構(gòu)件進(jìn)行了疲勞強(qiáng)度理論計(jì)算和臺架試驗(yàn);研究結(jié)果表明:牽引梁構(gòu)件在服役工況下不會發(fā)生一千萬次疲勞斷裂;基于線性

2、強(qiáng)化載荷法設(shè)計(jì)加速疲勞實(shí)驗(yàn)，在五倍實(shí)際工況載荷下(55KN)使用FE-SAFE軟件計(jì)算得到的疲勞壽命和臺架實(shí)測疲勞壽命分別為352604次和389417次，斷裂位置與有限元的預(yù)測最大應(yīng)力處完全相同。
　　(2)研究了陽極氧化對7A04鋁合金的預(yù)腐蝕疲勞性能的影響。將草酸處理陽極氧化試樣和光滑試樣在剝蝕液中預(yù)腐蝕1h后，使用GPS-100疲勞試驗(yàn)機(jī)對光滑試樣、陽極氧化試樣、預(yù)腐蝕光滑試樣、預(yù)腐蝕陽極氧化試樣進(jìn)行疲勞極限測試，通過觀察

3、斷口形貌分析其疲勞斷裂機(jī)理。對比光滑試樣和陽極氧化試樣發(fā)現(xiàn)，陽極氧化處理使材料的無腐蝕疲勞極限降低了36.8％;經(jīng)剝蝕液預(yù)腐蝕1h，光滑試樣和陽極氧化試樣的疲勞極限分別為229.33MPa和236.67MPa，陽極氧化和預(yù)腐蝕處理均導(dǎo)致7A04鋁合金疲勞極限降低;在相同腐蝕條件下，陽極氧化處理可提高7A04鋁合金的疲勞強(qiáng)度;通過斷口分析發(fā)現(xiàn)，第二相對疲勞性能的影響很大。第二相的存在不僅使得腐蝕更容易，而且使陽極氧化膜的孔洞分布不均，受到