转动微动磨损条件下7075铝合金的局部疲劳行为研究
2013-03-13沈明学莫继良蔡振兵朱旻昊
航空材料学报 2013年2期
关键词:裂纹
沈明学, 周 琰, 宋 川, 莫继良, 蔡振兵, 朱旻昊
(1.浙江工业大学过程装备及其再制造教育部工程研究中心,杭州310032;2.西南交通大学牵引动力国家重点实验室摩擦学研究所,成都610031)
微动损伤主要包括疲劳裂纹扩展和表面磨损两种破坏机制。微动引起的裂纹萌生与扩展是导致构件服役寿命降低的主要原因,其危害性往往超过材料磨损[1,2]。目前国内外针对微动开展的绝大多数研究主要集中于切向模式[1]。而影响微动损伤的因素很多[2],其中不同微动模式下导致的局部疲劳行为的差异尚不明确。转动微动是指在交变载荷作用下,接触副发生微幅转动的相对运动,它不同于扭动或滚动,其回转轴平行于接触表面且固定不动[3]。转动微动现象广泛存在于航空航天、轨道交通、人工植入器械等领域,如常见的螺栓与连接板、铆接件、轴承与支座、轭轴等配合面处的损伤,很大程度上都是转动微动所致。近年来,作者所在课题组针对转动微动的表面损伤行为和磨损机制开展了大量研究,但国内外对转动微动导致的局部疲劳裂纹萌生和扩展行为的相关研究尚未见报道。
7075铝合金具有密度小、比强度高、加工性能和耐腐蚀性好等优点,广泛应用于航空航天、轨道交通等领域,是工业生产中的主要结构材料之一[4~6]。尤其在飞机制造业中占有非常重要的地位,其合金用量占飞机结构材料的比重较大[7]。本工作以7075铝合金与GCr15钢球配副为研究对象(选择该对磨副主要是为了在7075铝合金一方凸显损伤现象),重点考察了7075铝合金在不同转动角位移幅值条件下转动微动磨损诱导的局部疲劳损伤行为,并比较了转动与切向微动磨损的局部疲劳行为的异同。……
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