文献综述
1、本课题研究现状和发展趋势
接触疲劳是工件(如齿轮、滚动轴承 等)表面在接触压应力的长期不断反复作用下引起的一种表面疲劳破坏现象,表现为接触表面出现许多针状或痘状的凹坑,称为麻点,也叫点蚀或麻点磨损。有的凹坑很深,呈“贝壳”状,有疲劳裂纹发展线的痕迹存在。在刚出现少数麻点时,一般仍能继续工作,但随着工作时间的延续,麻点剥落现象将不断增多和扩大,例如齿轮,此时啮合情况恶化,磨损加剧,发生较大的附加冲击力,噪声增大,甚至引起齿根折断。由此可见,研究金属的接触疲劳问题对提高这些机件的使用寿命有着重大的意义。
接触疲劳主要分为三个方面,分别是点蚀、剥落和分层。
点蚀也称表面磨损,是典型的涂层接触疲劳失效模式点蚀失效主要是由于粗糙的涂层表面微凸体与轴承球滚压接触时,微凸体发生强烈的塑性变形,并在滚动接触区域形成黏着磨损而产生较大的剪切应力,微凸体在剪切应力的作用下而被去除,去除的微凸体会充当磨粒,在润滑油的作用下会挤入滚动接触区域,这时涂层、磨粒、滚动轴承三者形成三体磨料磨损。涂层粒子在磨粒、轴承球的循环往复作用下而发生疲劳剥离,在涂层表面形成原始的点蚀坑,。点蚀坑周围的涂层粒子结构变的不稳定而极易剥离,并且剥落的涂层粒子会继续充当磨粒加速三体磨料磨损过程,直到在涂层表面形成大量的点蚀坑。
剥落失效也是涂层典型的接触失效模式之一,一般是在较高接触应力作用下产生的。大量的研究表明: 涂层剥落失 效主要与涂层近表面微观缺陷处裂纹的萌生、扩展以及表面磨损行为有关,微缺陷处材料结构不稳定,在循环应力的作用下,裂纹极易在这些缺陷处萌生,萌生的裂纹主要沿着涂层粒子界面处扩展、连接,直到形成空间闭合,促使表面涂层粒子发生剥落,涂层粒子剥落后会在涂层表面形成凹坑,凹坑与轴承球高速接触必然会加快凹坑周围的涂层粒子继续剥落。另外,剥落的涂层粒子会充当磨粒,这些磨粒挤入凹坑内涂层粒子界面裂纹间隙内,增加裂纹向外扩展的张力,加速裂纹向纵深的扩展,最终形成大面积的剥落坑。
分层失效是在很高接触应力作用下产生的,主要有层内分层失效和界面分层失效形式分层区域面积较大,宽度较宽,一般都远远超出磨痕轨迹,深度较剥落坑深得多,一般为80~120 mu;m,并且有陡峭的呈梯度分布的边缘,底部比较平整。涂层表面区域和分层失效底部区域的成分一致,这也侧面证明了分层失效确实发生在涂层内部。
接触疲劳试验一般在模拟工作条件的接触疲劳试验机上进行,有试样和实物两种形式,实物试验虽然是零件疲劳强度决定性的考验,有重要价值,但是,其试验结果是结构、材料、工艺等许多因素的综合表现,较难分析单一因素的影响。因此,模拟零件工作条件的试样试验是获得单一因素影响最有效而可靠的试验方法。
目前,国内外常用来检验滚动接触疲劳性能的试验机种类较多,包括球盘式试验机、三点接触式试验机、球柱式试验机、滚子接触式试验机等。西安交通大学研制的JP-52接触疲劳试验机是国内最早的一款球盘式滚动接触疲劳试验机,其工作形式主要是接近纯滚动的工况。针对目前国内外表面超硬涂层零件接触疲劳失效行为的研究 , 燕山大学杨育林等,研制YS-1 球盘式滚动接触疲劳试验机, 主要是用于考察硬质涂层的接触疲劳性能。湖北宜昌试验机厂开发生产的JPM-1型接触疲劳磨损试验机,其采用杠杆系统施加载荷不仅精度较差,实验中也不能变载另外,试验参数通过人眼观侧指针式仪表获得,人为误差影响较大。印度的科研工作者V.manoj 等基于齿轮失效机制研制出三滚子滚动接触疲劳试验机,采用液压加载,通过三项变频电动机提供动力,接触副装配模块包括两个标准滚和一个测试滚,极大的缩短了试验时间。通过获取的噪声水平来监测和判定试件的疲劳失效。
发展趋势:未来的疲劳试验机的发展是更加的人性化,从设备的构思到设计到生产到售卖再到用户的手中,每一步都是以人性为第一考虑点;更加的智能化,比如它可以智能的开机,智能的关机,以及智能地自动抓取式样。在试验的时候实时传送数据对比数据,在做完试验后,又可以智能的取下式样保存试验数据并抓取另一份试验的样品;更加的功能化,试验机种类非常多,但是一类试验机只能做一类试验,虽然市面上有万能试验机,可是它真的是万能的嘛,我看未必。所以在未来的试验机发展中,试验机功能也会实现整合,一台试验机可以做好几类试验,真正的实现“万能”,技术的发展可以推动试验机的发展,疲劳试验机也将更加的人性化、智能化和功能化。
以上是毕业论文文献综述,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。