非金属夹杂物对滚动接触疲劳裂纹萌生及扩展的影响

发布时间：2021-08-25 11:47

　　为提高机械设备结构部件的疲劳寿命,研究材料中非金属夹杂物对滚动接触疲劳的影响,综述了非金属夹杂物的类型、形状及尺度,分析了非金属夹杂物相对表面深度、应力集中与热膨胀系数对裂纹产生的影响。阐述了疲劳裂纹的扩展和疲劳失效,分别介绍了基于动态剪应力、Mises应力和裂纹尖端应力的裂纹扩展模型。介绍了疲劳剥落失效的有限元法和基于弹塑性力学的理论分析法,以及试验技术如磁场检测、超声波检测、声发射、X射线和辐射分层成像技术等,分析了这些方法的优缺点,最后,提出了需要进一步研究的问题,以期为滚动轴承的疲劳寿命预测与提高提供基础。 

【文章来源】：轴承. 2020,(06)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

蝶状组织

当裂纹扩展到一定程度最终会产生疲劳剥落[54-55],由表面裂纹起源的剥落,受外接触面润滑条件及表面结构缺陷等影响较大,由次表面裂纹起源的剥落[42,56],最可能发生在靠近非金属夹杂物-基体界面的位置[16],其扫描电镜显微图[57]如图2所示,非金属夹杂物产生的裂纹首先在垂直于滚动方向生长,当裂纹达到临界尺寸后,裂纹在滚动方向生长,最终导致剥落失效[58-59],主要由非金属夹杂物引起的疲劳失效与非金属夹杂物尺寸、力学性能、化学成分及外形等都相关联。在理论分析方面,对于任意形状、随机分布的非金属夹杂物对零件应力场与疲劳寿命的影响,常用有限元软件或基于弹塑性力学理论的程序进行计算分析,可采用快速傅里叶变换与并行计算相结合的方法,以提高仿真分析的计算速度[60]。疲劳剥落失效都可从材料内部或表面的应力场分布、接触应力状态进行研究,另外,剥落失效可通过分析材料内部蝶状裂纹的产生与扩展进行更深入的研究[61]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑材料夹杂的接触问题数值分析[J]. 张生光,王文中,赵自强,孔凌嘉.  机械工程学报. 2015(02)
[2]轴承钢内部缺陷对动车组轴承服役寿命的影响[J]. 丛韬,韩建民,张弘,付秀琴,张斌,张澎湃,张关震.  中国铁道科学. 2014(03)
[3]夹杂物对轮辋裂纹萌生的影响[J]. 米国发,刘彦磊,张斌,付秀琴,张弘,宋国祥.  铁道学报. 2010(04)



本文编号：3362059