【摘 要】
：
由于传动系统需要在复杂的工况和恶劣的工作环境下承受很大的交变应力，所以相应的钢材一般需要进行表面强化处理使其具有良好的疲劳性能及强韧性配合。本文针对目前工业生产的传动系统用20Cr2Ni4 钢，采用旋转弯曲疲劳试验研究其渗碳处理前后高周疲劳破坏行为。结果 表明，表面渗碳热处理后在材料表面形成硬化层，由于硬化层具有梯度分布的特征参数并且引入残余压应力层，从而使疲劳性能显著提高，特别是高应力下的疲劳寿
【机 构】
：
北京交通大学 机电学院,北京 100044
论文部分内容阅读
由于传动系统需要在复杂的工况和恶劣的工作环境下承受很大的交变应力，所以相应的钢材一般需要进行表面强化处理使其具有良好的疲劳性能及强韧性配合。本文针对目前工业生产的传动系统用20Cr2Ni4 钢，采用旋转弯曲疲劳试验研究其渗碳处理前后高周疲劳破坏行为。结果 表明，表面渗碳热处理后在材料表面形成硬化层，由于硬化层具有梯度分布的特征参数并且引入残余压应力层，从而使疲劳性能显著提高，特别是高应力下的疲劳寿命，疲劳极限较未渗碳处理材料提高250 MPa 以上。
其他文献
关于Cu-Al 和Cu-Zn 疲劳及单向力学行为的大量研究表明,随合金含量的增加,层错能(SFE)会降低,位错交滑移受到抑制,导致位错滑移方式由波状滑移转变为平面滑移,进而影响其塑性变形行为。然而,除了降低合金的SFE,合金含量的增加也会导致短程有序度增高,而短程有序度的增高,同样可以促进平面滑移的产生。因此,“层错能”和“短程有序”对Cu-Al 和Cu-Zn 等合金力学行为的影响是同趋势的,研究
增材制造工艺在大尺寸钛合金整体结构件上的突破，为飞机结构进一步轻量化、高效低成本化提供了更革命性途径，然而增材制造件区别于传统锻件、铸件的组织特征为该类结构的损伤容限评定带来了挑战，从而制约其在飞机主承力结构中的广泛应用。本文对激光熔化沉积(LMD)钛合金件开展了疲劳裂纹扩展行为的研究。
针对厚度为2mm 的2024-T351 铝合金板线性摩擦焊搭接缝焊件，观测了接头区域的金相组织，测量了焊缝附近的维氏硬度值分布；观察了接头区域的厚度变小及Hook 缺陷。在MTS 材料疲劳试验机上完成了恒幅疲劳加载，得到了摩擦焊接头的S-N 曲线。利用扫描电镜对断口的组织形貌进行了观测。在此基础上，建立了考虑搭接头区域Hook 缺陷的有限元模型，基于弹塑性应力应变结果，分析了Hook 缺陷的存在对
针对航空发动机压气机叶片复杂载荷环境下的超高周疲劳问题,开展了TC4 钛合金三点弯曲超高周疲劳试验,研究其在弯曲加载下的超高周疲劳破坏行为.疲劳试验结果表明：在两种应力比(R=0.3、0.5)下,当循环次数超过107 次时,试件仍发生疲劳断裂,S-N 曲线均呈现双线性特征；SEM 断口分析表明,随着最大应力的降低,裂纹萌生位置由试件表面向次表面转移,疲劳裂纹萌生是表面滑移和内部解理断裂之间相互竞争
失效相关是影响结构系统可靠性分析精度的重要因素。针对随机恒幅载荷和随机变幅载荷两类典型工况，推导积矩相关系数和Kendall 秩相关系数的计算式，从定性和定量角度分析结构系统各单元疲劳失效内在的统计相关机理。根据单元失效的统计相关机理，利用Clayton Copula 建立串联、并联结构系统的疲劳寿命可靠性模型。
在工程领域，许多金属结构和部件如航空发动机叶片、机匣以及主轴等常常处于多轴应力状态，由于其几何形状比较复杂，往往具有小孔、凸台、沟槽、焊缝等，即使仅承受单一疲劳载荷作用，结构局部应力应变分布实际为多轴应力/应变状态，况且在实际运行过程中时常承受多种载荷的循环作用，各载荷之间可能为比例加载，也可能为非比例加载，甚至是随机加载。
本文建立3D 内聚力有限元和蒙特卡洛相结合的计算模型,研究在拉-扭复合载荷作用下具有不确定性特征的粗晶和表面纳米化处理后金属的疲劳寿命和损伤演化行为。为了描述金属疲劳的随机特性,在蒙特卡洛方法之中采用三参数威布尔统计分布函数。相比于各向同性硬化,Chaboche 模型能够更合理地描述拉扭复合载荷作用下金属材料复杂的塑性行为。
异质高温合金熔焊接头熔池中各主要元素的稀释作用，可使富(Al+Ti)镍基高温合金和富Nb 镍基高温合金异质焊接接头表现出良好熔焊连接效果.本文研究了激光焊接DZ125L 和IN718 异质合金接头组织、热处理工艺及其对拉伸变形行为的影响.结果 表明，激光焊接后接头熔合区主要为柱状多晶组织，晶粒内为柱状树枝晶，一次枝晶臂间距约为5～10μm.
金属焊缝结构根据其材料和晶粒形态的不同可划分为三个区域：焊料填充区、扩散区和母材区。不同区域材料的力学性能各不相同，且由于焊接过程中杂质和预裂纹的存在，焊缝区域具有较强的各向异性、非均质和非连续特性。因此基于传统连续介质力学的焊缝蠕变破坏模型具有一定的局限性。近场动力学是国际上新型的一门非局部力学，在描述非连续相关问题时具有强大的优势。
YBCO超导带材具有典型的多层结构。由于超导磁体所需带材的长度达到几十公里，因此带材之间需要采用接头连接。实验上已观察到了在超导复合结构中的脱粘和裂纹扩展会导致其电学性质的不可逆退化，因此需要对带材接头的脱粘行为进行更深入的研究以便提高其力学和电学性能。本文利用ABAQUS 有限元软件并采用多层零厚度的内聚力单元，研究了带材内部的界面性质以及带材与焊料之间的界面性质对脱粘的影响。