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摘 要：多轴疲劳指的是构件的疲劳破坏在多轴应力状态下而产生，即物体有两个或两个以上的主应力（或主应变）的方向和幅值随时间变化而变化。而在微动条件下，两接触面上，产生疲劳裂纹的位置也会存在多轴应力，所以微动疲劳问题的研究也可以采用多轴疲劳强度理论来进行分析。
关键词：微动疲劳；多轴疲劳理论
0 引言
无论是飞机还是一般陆路交通工具，在机械结构和维修结构中都包含了很多的接触对。在外交变载荷的作用下，其中大多数的接触对会在接触面上发生了严重的磨蚀和疲劳损伤，且接触对所承受的外载荷也并非很大，却通常在常温下就发生突然断裂，而且没有明显的塑性变形；疲劳裂纹在接触对的多个部位都有出现的可能， 但往往在面上磨损最大的部位产生纹的机率是最大的，进而产生微动疲劳裂纹的可能性也大大增加。一旦产生疲劳裂纹，将很快扩展直至部件断裂。而纤维金属层板在被广泛的应用于各个领域的同时，也会出现和纤维金属层板共同构成一副接触对，在承受着外界循环载荷的同时，两接触对的接触界面上就产生了微动磨损，构件的疲劳寿命将严重影响到整个机器或者零件的寿命，那么研究其微动疲劳的寿命对于提高其性能方面也占有很大的实际意义。
1 微动疲劳问题的研究
微动[1]，即：两个相互接触的物体，名义上相对静止，在外界载荷的作用下，接触的表面产生非常小的位移幅值的相对往复运动。它一般情况下都是发生在，处于振动工况下的“近似紧固”的配合件之间的的接触面上。其位移幅值通常为微米量级；通常情况下，微动行为的发生必须具备三个条件：（1）两个相互接触的表面；（2）承受外界循环载荷；（3）极小的位移幅值。微动损伤一般表现在两方面：（1）表面磨损：微动能够使两个相互接触的构件发生摩擦磨损，造成机械构件材料剥落、尺寸变化等破坏，进而造成构件松动等结果；（2）疲劳裂纹：微动可以加快构件表面疲劳裂纹的萌生和扩展，进而大幅度的降低构件的疲劳寿命，最后在外力作用下使构件整体断裂。
微动疲劳在机械、航空航天、零部件制造业、水利水电工程等行业中广泛存在，更是集中存在于需要紧密配合的零部件之间；进而，微动疲劳成为了造成零部件疲劳破坏甚至失效的主要原因之一，被称为工业中的“癌症”[2]；微动疲劳存在的地方，使相互接触的两构件的寿命迅速的降低。根据相关统计结果，很多机械零件会下降30%以上，更有甚至下降80%以上的零部件；研究表明，由微动疲劳引起的在两相互接触构件的接触表面上，产生裂纹萌生和早期扩展是导致紧固件寿命下降的主要原因。因此，关于微动疲劳的分析研究，对实际工程应用具有非凡的指导意义。故而，我们对微动疲劳损伤特性做深刻的研究，也对我们在以后的实际工程应用当中据，具有非常重大的意义
目前，在全球范围内，对微动疲劳问题的关注度在持续上升，通过搜索相关论文，我们可以发现，有这么几个国家对微动疲劳的研究更加的投入，研究成果更加显著，比如英国、法国、美国、加拿大、日本、澳大利亚、德国等，这些国家在微动疲劳研究领域的投入也是非常之大。相对国外的这些国家，我国对微动疲劳损伤的研究相当落后，而针对纤维金属层板的微动疲劳研究更是落后，当然起步更是较这些国家晚了很多年，近几年来，随着我过国立的增强和对科学研究的投入加大，对微动疲劳的研究的关注度也更是大大加强了，在微动疲劳相关的科研项目中，也加大了经费的投入，逐渐，国内对微动疲劳的研究也有了显著的成果，而且纤维金属层板的微动疲劳研究也有了一定的研究成果。至今，具不完全统计，至少已有20多家关于微动摩擦学的研究室进行了此项的研究，并取得了客观的成绩。这些研究的成果和取得的成绩，虽然在一定程度上能够指导工程应用，但跟国外相比，还远远达不到他们的水平，这就需要我们这些科学工作者继续不断的努力，开展深入的研究，以达到国外的先进水平。
2 多轴疲劳理论的发展
在多轴疲劳理论逐步发展起来的时候，单轴疲劳已经进入了全面，深入的研究。而且，单轴疲劳已经发展成了比较成熟的理论系统和模型。由于种种现实条件的限制，多轴疲劳理论的发展一直处于缓缓前进的状态；直到20世纪50年代，闭环控制的电液伺服疲劳试验机的横空问世，打破了多轴疲劳理论的发展停滞不前的状态，它极大地推进了多轴疲劳的实验性研究的进展，从而推进了多轴疲劳理论的较快发展。而人们认识到多轴疲劳的重要性，则从20世纪70年代以来，于是，慢慢多轴疲劳才逐渐被学术界所重视。而后，从事材料、力学及机械工程等领域的科研人员对材料在多轴循环加载下的本构关系和多轴疲劳的研究开始大范围的开展起来。
在多轴疲劳理论的发展尚还非常欠缺的同时，人们对多轴疲劳的损伤机理更是一知半解，该如何选择一个参量作为损伤参数来评价微动疲劳损伤，人们只能依赖与推测。因此，早期的多轴疲劳破坏准则，都是从静强度理论的角度分析，并运用到疲劳破坏当中。在损伤参数的选择上 ，将多轴应力（或应变）状态下的应力应变转化为单轴应力（或应变）状态下的应力应变，进而估算多轴疲劳寿命。
预测多轴疲劳寿命，最早是采取以下三种方法[3]：第一是采用最大主应力/应变准则。此准则认为在多轴疲劳应力状态下，材料损伤主要是由最大主应力或主应变造成，与其他因素没有关系。第二个是 von Mises等效应力/应变准则。此准则认为在多轴疲劳应力状态下，材料损伤主要受von Mises等效应力/应变影响。第三是 Tresca最大剪切应力/应变准则。此准则把材料损伤归根于最大剪切应力/应变。
后来，随着临界平面法的发展，用于评价多轴疲劳的损伤参量更有了价值，同时，临界平面理论也得到了丰富，这个理论也被被广泛的应用实际生产实践，和实际有了更紧密的联系，为准确的预测微动构件在工作中的多轴疲劳寿命，并指导生产实践提供了参考。
而在微动条件下，两接触面上，产生疲劳裂纹的位置也会存在多轴应力，所以微动疲劳寿命的预测也可以采用多轴疲劳强度理论。
3 多轴疲劳与微动疲劳之间的联系
多轴疲劳指的是构件的疲劳破坏在多轴应力状态下而产生，即物体有两个或两个以上的主应力（或主应变）的方向和幅值随时间变化而变化。
而在微动条件下，两接触面上，产生疲劳裂纹的位置也会存在多轴应力，所以微动疲劳寿命的预测也可以采用多轴疲劳强度理论。
参考文献
[1] R.B. Waterhouse. Fretting Corrosion [M]. Pergamon Press， Oxford， 1972.
[2] 周仲荣，Leno Vincent. 微动磨损[M]. 北京：科学出版社， 2002： 49-82.
[3] 尚德广，王德俊 著.北京： 科学出版社，2007.
关键词：微动疲劳；多轴疲劳理论
0 引言
无论是飞机还是一般陆路交通工具，在机械结构和维修结构中都包含了很多的接触对。在外交变载荷的作用下，其中大多数的接触对会在接触面上发生了严重的磨蚀和疲劳损伤，且接触对所承受的外载荷也并非很大，却通常在常温下就发生突然断裂，而且没有明显的塑性变形；疲劳裂纹在接触对的多个部位都有出现的可能， 但往往在面上磨损最大的部位产生纹的机率是最大的，进而产生微动疲劳裂纹的可能性也大大增加。一旦产生疲劳裂纹，将很快扩展直至部件断裂。而纤维金属层板在被广泛的应用于各个领域的同时，也会出现和纤维金属层板共同构成一副接触对，在承受着外界循环载荷的同时，两接触对的接触界面上就产生了微动磨损，构件的疲劳寿命将严重影响到整个机器或者零件的寿命，那么研究其微动疲劳的寿命对于提高其性能方面也占有很大的实际意义。
1 微动疲劳问题的研究
微动[1]，即：两个相互接触的物体，名义上相对静止，在外界载荷的作用下，接触的表面产生非常小的位移幅值的相对往复运动。它一般情况下都是发生在，处于振动工况下的“近似紧固”的配合件之间的的接触面上。其位移幅值通常为微米量级；通常情况下，微动行为的发生必须具备三个条件：（1）两个相互接触的表面；（2）承受外界循环载荷；（3）极小的位移幅值。微动损伤一般表现在两方面：（1）表面磨损：微动能够使两个相互接触的构件发生摩擦磨损，造成机械构件材料剥落、尺寸变化等破坏，进而造成构件松动等结果；（2）疲劳裂纹：微动可以加快构件表面疲劳裂纹的萌生和扩展，进而大幅度的降低构件的疲劳寿命，最后在外力作用下使构件整体断裂。
微动疲劳在机械、航空航天、零部件制造业、水利水电工程等行业中广泛存在，更是集中存在于需要紧密配合的零部件之间；进而，微动疲劳成为了造成零部件疲劳破坏甚至失效的主要原因之一，被称为工业中的“癌症”[2]；微动疲劳存在的地方，使相互接触的两构件的寿命迅速的降低。根据相关统计结果，很多机械零件会下降30%以上，更有甚至下降80%以上的零部件；研究表明，由微动疲劳引起的在两相互接触构件的接触表面上，产生裂纹萌生和早期扩展是导致紧固件寿命下降的主要原因。因此，关于微动疲劳的分析研究，对实际工程应用具有非凡的指导意义。故而，我们对微动疲劳损伤特性做深刻的研究，也对我们在以后的实际工程应用当中据，具有非常重大的意义
目前，在全球范围内，对微动疲劳问题的关注度在持续上升，通过搜索相关论文，我们可以发现，有这么几个国家对微动疲劳的研究更加的投入，研究成果更加显著，比如英国、法国、美国、加拿大、日本、澳大利亚、德国等，这些国家在微动疲劳研究领域的投入也是非常之大。相对国外的这些国家，我国对微动疲劳损伤的研究相当落后，而针对纤维金属层板的微动疲劳研究更是落后，当然起步更是较这些国家晚了很多年，近几年来，随着我过国立的增强和对科学研究的投入加大，对微动疲劳的研究的关注度也更是大大加强了，在微动疲劳相关的科研项目中，也加大了经费的投入，逐渐，国内对微动疲劳的研究也有了显著的成果，而且纤维金属层板的微动疲劳研究也有了一定的研究成果。至今，具不完全统计，至少已有20多家关于微动摩擦学的研究室进行了此项的研究，并取得了客观的成绩。这些研究的成果和取得的成绩，虽然在一定程度上能够指导工程应用，但跟国外相比，还远远达不到他们的水平，这就需要我们这些科学工作者继续不断的努力，开展深入的研究，以达到国外的先进水平。
2 多轴疲劳理论的发展
在多轴疲劳理论逐步发展起来的时候，单轴疲劳已经进入了全面，深入的研究。而且，单轴疲劳已经发展成了比较成熟的理论系统和模型。由于种种现实条件的限制，多轴疲劳理论的发展一直处于缓缓前进的状态；直到20世纪50年代，闭环控制的电液伺服疲劳试验机的横空问世，打破了多轴疲劳理论的发展停滞不前的状态，它极大地推进了多轴疲劳的实验性研究的进展，从而推进了多轴疲劳理论的较快发展。而人们认识到多轴疲劳的重要性，则从20世纪70年代以来，于是，慢慢多轴疲劳才逐渐被学术界所重视。而后，从事材料、力学及机械工程等领域的科研人员对材料在多轴循环加载下的本构关系和多轴疲劳的研究开始大范围的开展起来。
在多轴疲劳理论的发展尚还非常欠缺的同时，人们对多轴疲劳的损伤机理更是一知半解，该如何选择一个参量作为损伤参数来评价微动疲劳损伤，人们只能依赖与推测。因此，早期的多轴疲劳破坏准则，都是从静强度理论的角度分析，并运用到疲劳破坏当中。在损伤参数的选择上 ，将多轴应力（或应变）状态下的应力应变转化为单轴应力（或应变）状态下的应力应变，进而估算多轴疲劳寿命。
预测多轴疲劳寿命，最早是采取以下三种方法[3]：第一是采用最大主应力/应变准则。此准则认为在多轴疲劳应力状态下，材料损伤主要是由最大主应力或主应变造成，与其他因素没有关系。第二个是 von Mises等效应力/应变准则。此准则认为在多轴疲劳应力状态下，材料损伤主要受von Mises等效应力/应变影响。第三是 Tresca最大剪切应力/应变准则。此准则把材料损伤归根于最大剪切应力/应变。
后来，随着临界平面法的发展，用于评价多轴疲劳的损伤参量更有了价值，同时，临界平面理论也得到了丰富，这个理论也被被广泛的应用实际生产实践，和实际有了更紧密的联系，为准确的预测微动构件在工作中的多轴疲劳寿命，并指导生产实践提供了参考。
而在微动条件下，两接触面上，产生疲劳裂纹的位置也会存在多轴应力，所以微动疲劳寿命的预测也可以采用多轴疲劳强度理论。
3 多轴疲劳与微动疲劳之间的联系
多轴疲劳指的是构件的疲劳破坏在多轴应力状态下而产生，即物体有两个或两个以上的主应力（或主应变）的方向和幅值随时间变化而变化。
而在微动条件下，两接触面上，产生疲劳裂纹的位置也会存在多轴应力，所以微动疲劳寿命的预测也可以采用多轴疲劳强度理论。
参考文献
[1] R.B. Waterhouse. Fretting Corrosion [M]. Pergamon Press， Oxford， 1972.
[2] 周仲荣，Leno Vincent. 微动磨损[M]. 北京：科学出版社， 2002： 49-82.
[3] 尚德广，王德俊 著.北京： 科学出版社，2007.