试谈316L不锈钢弯曲微动疲劳特性数值模拟-

论文导读：国内外学者的关注。目前绝大多数的探讨工作主要是针对拉压微动疲劳开展,而对弯曲微动疲劳的探讨较少,且探讨尚不够系统。本论文是在316L不锈钢弯曲微动疲劳的试验探讨基础上,开展的其ABAQUS有限元数值模拟。通过有限元计算对试验中的现象进行了诠释,如疲劳裂纹萌生位置、疲劳寿命预测以及试验中的翘曲现象。主要的探讨内容有
摘要：微动疲劳普遍有着机械行业、核反应堆、航空航天、铁路、汽车、电力工业和电信装备等领域的紧配合部件中。随着高科技的不断进展,对高精度、长寿命、高可靠性以及各种工况条件的苛刻要求,微动疲劳的危害日益凸显,现已成为了一些关键零部件失效的主要理由之一。由此,微动疲劳的探讨受到了越来越多国内外学者的关注。目前绝大多数的探讨工作主要是针对拉压微动疲劳开展,而对弯曲微动疲劳的探讨较少,且探讨尚不够系统。本论文是在316L不锈钢弯曲微动疲劳的试验探讨基础上,开展的其ABAQUS有限元数值模拟。通过有限元计算对试验中的现象进行了诠释,如疲劳裂纹萌生位置、疲劳寿命预测以及试验中的翘曲现象。主要的探讨内容有：(1)采取平面应变模型浅析了弯曲微动疲劳历程中的接触状态,讨论循环载荷、摩擦系数和法向载荷对接触表面的应力应变的影响；(2)建立了三维实体模型浅析了接触面上的压应力及摩擦切应力分布,验证了试验中观察到的翘曲效应；(3)建立了考虑弯曲效应的三维实体模型计算结果转换的平面应变模型；(4)采取临界平面法的多轴失效准则SWT模型来预测接触区域的裂纹萌生位置及其疲劳寿命,其预测的疲劳寿命与实验结果非常吻合。关键词：弯曲微动疲劳论文翘曲效应论文SWT模型论文裂纹萌生论文寿命预测论文
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ABSTRACT7-10
第1章 绪论10-27

1.1 微动的基本概念10

1.2 微动的分类10-12

1.3 常见微动疲劳实例12-15

1.4 微动不足的经典力学浅析15-21

1.4.1 无摩擦Hertz弹论述16-19

1.4.2 球/平面接触的Mindpn切应力分布论述19-21

1.5 有限元法及接触不足的有限元法21-23

1.5.1 有限元的进展概况21-22

1.5.2 接触不足的有限元法22-23

1.6 微动疲劳的探讨作用与进展23-25

1.6.1 微动疲劳探讨作用23

1.6.2 微动疲劳国内外探讨近况23-25

1.7 本论文的探讨的主要内容25-27

第2章 弯曲微动在有限元中的实现27-58

2.1 弯曲微动的有限元接触浅析模型27-32

2.

1.1 弯曲微动试验装置介绍27-28

2.

1.2 弯曲微动二维平面应变模型28-29

2.

1.3 弯曲微动三维实体模型29-31

2.

1.4 材料参数31

2.

1.5 约束及加载工况设置31-32

2.2 弯曲微动平面模型计算结果32-43

2.1 平面应变模型接触表面的应力应变32-38

2.2 法向载荷对接触表面的应力应变影响38-40

2.3 摩擦系数对接触表面的应力应变影响40-43

2.3 三维模型计算结果及其翘曲效应43-53

2.3.1 弯曲微动试验中的翘曲效应43-45

2.3.2 有限元模拟弯曲微动翘曲效应45-53

2.4 考虑翘曲效应平面模型的讨论53-54

2.5 有限元计算结果的可靠性浅析54-56

2.6 本章小结56-58

第3章 裂纹萌生位置及其寿命预测58-64

3.1 多轴疲劳的临界平面法58-60

3.2 裂纹萌生位置预测60-62

3.3 裂纹疲劳寿命预测62-63

3.4 本章小结63-64

第4章 总结及展望64-66

4.1 总结64-65

4.2 展望65-66

致谢66-67
参考文献67-71
附录71-76
附录

1. 样条曲线插值matalb代码71-72

附录

2. 三维接触压应力的绘图代码72-74

附录

3. 三维摩擦切应力的绘图代码74-76

攻读学位期间发表的论文76