滑动磨损—疲劳复合作用下寿命预测模型

发布时间：2017-05-13 12:19

  本文关键词：滑动磨损—疲劳复合作用下寿命预测模型，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前绝大多数的机械零件设计方法都是从单一的失效物理出发,对于其他的失效物理影响因素通常是用安全系数予以考虑,而机械零件在实际工作中往往承受着两种或两种以上的失效物理,随着对机械设备工作性能要求的逐步提高,这种传统设计方法的弊端逐渐凸显出来。滑动磨损和疲劳失效是机械零件最常见的失效形式,因此研究滑动磨损—疲劳复合作用的损伤机理具有重要的实际意义。本文探讨了影响滑动磨损—疲劳复合作用的共同因素,对建立的滑动磨损—疲劳模型进行有限元分析,从贡献率和断裂力学的角度分别提出了滑动磨损—疲劳复合作用的寿命预测模型。首先,通过查找资料初步确定了可能影响滑动磨损—疲劳复合作用的因素,建立滑动磨损—疲劳复合作用简单模型,应用ANSYS和FE-SAFE软件对初步确定的影响因素进行分析,整理分析数据,确定共同作用影响因素。其次,从贡献率角度出发,根据磨损的疲劳理论、线性疲劳累积损伤理论和疲劳摩擦学中的能量判据,提出了基于贡献率的滑动磨损—疲劳复合作用的寿命预测模型,定量地给出滑动磨损和疲劳在零件失效中所占的比重大小。以连杆为对象,对提出的计算模型进行验证。最后,运用断裂力学的知识,建立滑动磨损—疲劳复合作用下的裂纹模型,应用ANSYS软件进行应力强度因子计算,对数据进行分析拟合,在原有的应力强度因子计算公式基础之上进行修正,提出滑动磨损—疲劳复合作用下的边裂纹应力强度因子的计算公式,给出滑动磨损—疲劳复合作用下的边裂纹的寿命预测模型。最后,应用算例说明新公式的使用方法。
【关键词】：滑动磨损—疲劳 影响因素 有限元分析 寿命预测
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH117
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 选题背景及研究意义11-12
• 1.2 摩擦疲劳学研究进展12-14
• 1.2.1 摩擦疲劳学的提出12
• 1.2.2 摩擦疲劳学的类型12-13
• 1.2.3 摩擦疲劳学的研究方法13-14
• 1.3 故障物理学在寿命预测中的应用14-16
• 1.4 论文的主要研究内容16-17
• 第2章 滑动磨损—疲劳复合作用影响因素分析17-33
• 2.1 磨损影响因素分析17-20
• 2.1.1 载荷17-18
• 2.1.2 表面粗糙度18-19
• 2.1.3 滑动速度19-20
• 2.1.4 温度20
• 2.2 疲劳强度影响因素分析20-23
• 2.2.1 载荷21-22
• 2.2.2 表面粗糙度22
• 2.2.3 温度22-23
• 2.2.4 应力集中23
• 2.3 有限元软件在共同影响因素分析中的应用23-28
• 2.3.1 ANSYS软件简介及理论基础24-26
• 2.3.1.1 ANSYS软件简介24-25
• 2.3.1.2 ANSYS软件理论基础25-26
• 2.3.2 FE-SAFE软件简介及理论基础26-28
• 2.3.2.1 FE-SAFE软件简介26-27
• 2.3.2.2 FE-SAFE软件理论基础27-28
• 2.4 磨损—疲劳复合作用共同影响因素分析28-31
• 2.4.1 基于ANSYS的接触分析28-30
• 2.4.2 基于FE-SAFE的疲劳分析30-31
• 2.5 本章小结31-33
• 第3章 基于贡献率的滑动磨损—疲劳复合寿命预测模型33-45
• 3.1 理论基础33-39
• 3.1.1 Miner线性疲劳损伤累积理论33-34
• 3.1.2 磨损的疲劳理论34-37
• 3.1.3 摩擦疲劳学中的能量法37-39
• 3.2 模型的提出39-40
• 3.3 算例40-44
• 3.3.1 计算所需数据40-41
• 3.3.2 有限元分析及结果验证41-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 滑动磨损—疲劳复合作用损伤研究45-61
• 4.1 断裂力学概述45-49
• 4.1.1 裂纹类型45-46
• 4.1.2 断裂力学参数46-49
• 4.2 断裂力学的有限元法49-52
• 4.2.1 相互作用积分法计算应力强度因子49-50
• 4.2.2 位移外推法计算应力强度因子50-51
• 4.2.3 ANSYS在应力强度因子分析中的应用51-52
• 4.3 磨损—疲劳复合作用下寿命预测方法52-59
• 4.3.1 问题描述52-54
• 4.3.2 滑动磨损—疲劳复合作用寿命预测方法54-57
• 4.3.3 算例57-59
• 4.4 本章小结59-61
• 第5章 结论与展望61-63
• 5.1 结论61
• 5.2 工作展望61-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-69
• 硕士期间发表论文情况69

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本文编号：362542