表面粗糙度对疲劳寿命的影响分析
2021-06-18邹德志李骏徐卉邹敏华何铭雪韩长亮
汽车工艺与材料 2021年6期
关键词:影响
邹德志 李骏 徐卉 邹敏华 何铭雪 韩长亮
(1.一汽解放商用车开发院,长春 130011;2.中国第一汽车集团有限公司研发总院,长春 130011)
1 前言
随着疲劳试验研究的不断发展,有限寿命设计在制造业的广泛开展以及新工艺、新材料的研发,都要求提供准确可靠的疲劳性能数据[1],而表面粗糙度是影响零件疲劳性能的重要因素。表面粗糙度是表面微观形状误差,是切削过程中产生的微观不平度,是反应微观几何形状误差的重要指标[2]。一些文献资料中提出通过提高零件表面粗糙度的方法来提高零件的疲劳寿命,齿轮齿面经光整加工后,使用寿命大幅提高[3];常温工作条件下,表面粗糙度数值越高,切口效应就越大,应力集中系数越大,疲劳寿命越低[4];旋转弯曲疲劳试验疲劳寿命与表面粗糙度有明显相关性,降低试样表面粗糙度,能够有效提高试样旋转弯曲疲劳寿命,并且平行于疲劳应力的机械加工纹理比垂直于疲劳应力的机械加工纹理具有更小的危害性[5]。
2 轴向拉压疲劳试验
2.1 试验方法
试验方法执行GB/T 3075—2008《金属材料 疲劳试验轴向力控制方法》[6],采用交变加载形式,应力比r=-1。
为了保证试样断裂位置的一致性,试验采用大双圆弧圆形横截面试样,试样尺寸见图1,并且试样分别由3个不同单位加工,以保证表面粗糙度的差异性。
为了消除不同试验设备精度对试验结果的影响,试验在同1台高频试验机上进行,试验设备为Zwick150 kN高频试验机,试样装夹情况见图2,设备精度误差小于最小载荷的0.5%。……
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