40CrNiMoA钢超声疲劳研究

发布时间：2021-07-27 23:48

　　现用的疲劳强度设计规范一般都建立在10⁷循环周次以下的疲劳试验数据基础上,而高技术领域服役构件的疲劳失效却时常发生在10⁸循环周次以上。因此,研究10⁸循环周次以上的超高周疲劳行为具有重要的理论与实际意义。用常规疲劳试验方法完成超高周疲劳试验费时、费力、费钱,为此,本文采用载荷频率为20KHz的超声疲劳试验技术,以特定的超声焊接工具头40CrNiMoA钢为研究对象,研究不同微观组织的40CrNiMoA钢在10⁵～10⁹循环周次范围内的疲劳性能,测定疲劳S-N曲线,并结合扫描电镜和透射电镜对疲劳断口进行分析。由于超声焊接工具头的实际工作频率和振动状态与本文超声疲劳试验相同,因此试验结果真实反映了超声焊接工具头的疲劳特性。研究结果表明:不同微观组织的40CrNiMoA钢超声疲劳S-N曲线表现出两种有别于传统规范的10⁷极限型,即“持续下降型”和“阶梯下降型”,在超过10⁷循环周次后仍然发生疲劳断裂,不存在疲劳极限。因此,用10^7... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

超高周疲劳裂纹源的鱼眼特征

超声疲劳试样通常设计成变截面圆形试样，最常用的是喇叭形变截面圆形试样，如图2一2所示，试样两端为柱体，中间部分为悬链状，具有很高的位移应力系数。尽管等截面圆柱体为最易制作的试样，但是常常不用于测试中，因为试样夹紧的螺纹在试样上产生应力集中，使局部的应力高于试样中心的最大应力，常常会导致断裂发生在螺旋线上而非试样的中部。

何尺寸取Rl二Lsmln，RZ=5InIn，LZ二14.SInm，求解方程(2一16)，得到满足谐振条件时试件的谐振长度 Ll=l7nlln。用圆弧代替悬链线，计算得圆弧半径R。二3Omm，位移应力系数为27.18几rI勺/娜。试件的几何形状及尺寸如图2一3所示:口曰葱一一﹂川l!·亮理l洲刀泣一二拭︸图2一3试件的几何形状及尺寸示意图Fig.2一 3Geome卿 anddimensionofspee而en2.4超声疲劳试样的有限元动态模态分析2.4.1有限元模态分析理论机械零部件的应力和应变问题是机械设计中的一个重要环节，众多的机械零部件通常可以看作是由板块、壳体、块体等或由它们的组合所组成的结构，在弹性范围内，对于这类构件的应力、应变和位移等可以通过弹性力学的方程来描述


本文编号：3306780