車軸材料彎曲微動過程的有限元分析.pdf

1、微動(fretting)是指兩個連續(xù)的相對運(yùn)動的接觸表面上，發(fā)生的一種位移幅度為微米量級的損傷現(xiàn)象。微動可分為三類[1]：微動磨損(fretting wear)、微動腐蝕(frettingcorrosion)和微動疲勞(fretting fatigue)。其中，微動疲勞是最為常見也是危害最大的一種，它廣泛存在于各種機(jī)械構(gòu)件中。微動疲勞常常伴隨有循環(huán)的外部應(yīng)力，進(jìn)而在接觸區(qū)引起微小的滑移，導(dǎo)致材料的磨損以及接觸件表面損傷，從而使構(gòu)件疲勞強(qiáng)

2、度降低，加速疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展，從而大大降低構(gòu)件使用壽命，甚至造成災(zāi)難性的后果。然而，目前絕大多數(shù)的研究都是針對拉壓微動損傷，由于彎曲微動條件下受力構(gòu)件內(nèi)部的應(yīng)力與應(yīng)變分布更為復(fù)雜，目前對彎曲微動損傷的研究甚少，且研究遠(yuǎn)不夠系統(tǒng)，已有的研究表明，彎曲微動疲勞是高速鐵路車軸冷切斷裂的主要失效形式之一。因此，通過系統(tǒng)的開展彎曲微動疲勞的研究，對于發(fā)展高速、重載鐵路運(yùn)輸，保障行車安全這一國家戰(zhàn)略性工程，以及工業(yè)、工程應(yīng)用中廣泛存在的各種過盈

3、配合條件下的彎曲微動疲勞失效的安全評估具有重要的指導(dǎo)意義。
　　 本文圍繞著彎曲微動疲勞的研究，主要進(jìn)行以下幾方面的工作：
　　 (1)開展了真應(yīng)力控制下LZ50車軸鋼棘輪行為的實(shí)驗(yàn)研究。
　　 (2)采用Ohno-Karim循環(huán)彈塑性本構(gòu)模型較合理地預(yù)測了LZ50鋼的棘輪行為。
　　 (3)通過大型非線性有限元分析軟件ABAQUS，采用Ohno-Karim循環(huán)彈塑性本構(gòu)模型，對LZ50車軸鋼的彎曲微動過