圓弧接觸面和激光淬火對(duì)微動(dòng)疲勞壽命的影響研究.pdf

1、微動(dòng)損傷是工程中非常普通的一種損傷形式。研究表明，微動(dòng)疲勞會(huì)使構(gòu)件的壽命降低30％以上。隨著鈦合金在航空結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，微動(dòng)損傷問題變得日益尖銳，己成為其應(yīng)用的主要障礙之一。因此，研究鈦合金的微動(dòng)疲勞特性，采用相應(yīng)的措施對(duì)微動(dòng)疲勞進(jìn)行防護(hù)，比如改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尋找有效的表面改性方法等對(duì)提高鈦合金微動(dòng)疲勞壽命具有重要的航空應(yīng)用意義。
　　本文首先研究了基于臨界面法的SWT壽命預(yù)測(cè)模型，并進(jìn)一步對(duì)該模型提出修正，將有限元分析與試驗(yàn)

2、數(shù)據(jù)綜合處理，得到兩個(gè)修正參數(shù)，并確立了微動(dòng)疲勞壽命預(yù)測(cè)模型。與相關(guān)的試驗(yàn)對(duì)比表明，修正后的壽命預(yù)測(cè)模型具有較高的準(zhǔn)確性和可靠度。
　　提出基于圓弧接觸面結(jié)構(gòu)的抗微動(dòng)疲勞設(shè)計(jì)方法。本文通過有限元分析，研究了構(gòu)件微動(dòng)區(qū)域的應(yīng)力場(chǎng)隨著圓弧面半徑的變化規(guī)律，并確定了適合的圓弧面半徑；設(shè)計(jì)、加工了6套圓弧接觸面微動(dòng)疲勞試驗(yàn)件，并完成了圓弧面接觸結(jié)構(gòu)的微動(dòng)疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，圓弧接觸面的微動(dòng)疲勞壽命明顯高于平面-平面接觸的壽命值，在兩種

3、工況下分別提高了108.45%和44.09%，驗(yàn)證了圓弧接觸面設(shè)計(jì)的可行性。另一方面，利用所提出的壽命預(yù)測(cè)模型對(duì)圓弧接觸面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了壽命預(yù)測(cè)。理論分析與試驗(yàn)研究對(duì)比表明，壽命預(yù)測(cè)誤差較小，說明了壽命預(yù)測(cè)模型的適用性。
　　提出基于表面強(qiáng)化工藝的結(jié)構(gòu)抗微動(dòng)疲勞設(shè)計(jì)方法。選用激光淬火工藝對(duì)6套平面—平面接觸試驗(yàn)件進(jìn)行表面處理，并對(duì)處理后的試驗(yàn)件進(jìn)行了微動(dòng)疲勞試驗(yàn)。結(jié)果表明：激光淬火后，平面-平面接觸結(jié)構(gòu)在兩種工況下的微動(dòng)疲勞壽命值分別