论文摘要
微动疲劳破坏是工程结构和机械失效的主要原因之一,引起疲劳失效的循环载荷的峰值往往远远小于根据静态断裂分析估算出来的“安全”载荷,微动疲劳将导致构件疲劳强度的显著降低或早期疲劳断裂,造成突发性的灾难事故,因此开展疲劳研究有着重要的意义。而陆上交通运输工具结构老化失效的原因之一是联接构件之间的微动疲劳,高速列车有很多故障是由于铆接构件在微动环境下失效引起的,因此研究铆接构件的微动疲劳有重要的工程应用价值和现实意义。本文在综述了国内外微动疲劳寿命的研究现状后,主要作了以下工作：1、在已有实验研究的基础上应用有限元方法对疲劳载荷作用下单铆单板构件的铝板上表面接触区内、外边缘环向正应力和切向切应力的应力幅值和平均值的分布进行分析。在建模过程中,接触面采用直接约束模型,摩擦力的模拟选用粘接—滑动摩擦模型,在模拟螺母施加紧固力时,采用分步载荷法,分析了铝板上表面的接触状态,其结果与实验结果一致。根据数值计算结果,得到不同螺栓紧固力、摩擦系数、疲劳载荷对铝板上表面接触区疲劳裂纹萌生位置的影响,为下一步的实验研究提供必要的参考数据；2、应用疲劳分析软件进行了疲劳寿命预测,得到不同螺栓紧固力、摩擦系数、疲劳载荷对铝板上表面接触区疲劳裂纹萌生位置和疲劳寿命的影响,进一步验证了应力分析结果和试验结果；3、对疲劳载荷作用下的单铆双板构件的铝板上下表面接触区内、外边缘环向正应力和切向切应力的应力幅值和平均值的分布也进行了定性分析。施加载荷和摩擦模型同单铆单板一样。根据数值计算结果,得到不同螺栓紧固力、摩擦系数、疲劳载荷对两个铝板紧固件接触区疲劳裂纹萌生位置的影响,为下一步的实验研究提供必要的参考数据；4、应用疲劳分析软件进行了疲劳寿命预测,得到不同螺栓紧固力、摩擦系数、疲劳载荷对铝板紧固件接触区疲劳裂纹萌生位置和疲劳寿命的影响,并且与单铆单板模型计算结果进行对比得到了相同点和不同点。微动疲劳寿命的预测结果与试验结果的对比表明本文的模型建立及计算过程是正确的,得到了一些很有价值的结论,为铆接构件的进一步研究提供了可靠的依据。