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两种载荷形式下车轴钢短裂纹行为对比研究
| 论文题名： | 两种载荷形式下车轴钢短裂纹行为对比研究 |
| 关键词： | 车轴钢;载荷形式;疲劳可靠性;安全性 |
| 摘要： | LZ50车轴钢广泛运用于我国提速车与重载车车轴制造。随着我国铁路运输已步入高速、重载时代，车轴作为关键部位其服役环境更加恶劣，载荷形式复杂多变，往往处于多种不同载荷形式的交替或复合作用下，可能造成同一材料表现出不同的抗疲劳能力。在进行疲劳可靠性与安全性分析时，为使结果更趋合理可信，应当将载荷形式的影响纳入研究范畴进行考虑。本文围绕LZ50车轴钢在轴向拉压和旋转弯曲两种载荷形式下的短裂纹行为研究进行如下工作: 1.对LZ50车轴钢进行了包括金相试验、机械性能试验和硬度试验在内的基本材料性能测试，为后期短裂纹行为研究提供了基础。 2.完成了轴向拉压和旋转弯曲两种载荷形式下的疲劳短裂纹复型试验，其中轴向拉压载荷下获得有效试样数据6组，旋转弯曲载荷下获得有效试验数据7组。试验结果表明，疲劳短裂纹一般萌生于铁素体晶界或者硬度相对较低的铁素体晶粒内部。 3.完成了断口SEM观测，轴向拉压载荷与旋转弯曲载荷下的疲劳断口均具有较典型的疲劳断口形貌特征，且因载荷形式不同，宏观上存在一定差异。 4.对复型试验数据进行整理拟合，可以发现无论哪种载荷形式下短裂纹扩展率均出现两次较为明显的降速;当短裂纹尺度突破珠光体“带”状结构之后，其扩展规律波动不再显著，行为趋于长裂纹。 5.基于考虑多微观结构障碍的短裂纹扩展模型对两种载荷形式下的短裂纹扩展率进行拟合，拟合曲线与试验结果相近，拟合效果良好。引入载荷形式效应系数CHTC-RB，为后续建立不同载荷形式之间裂纹扩展行为的关联提供了方向。 6.对试验数据进行了统计分析，结果表明，极小值分布(EMVD1)是两种载荷形式下主导有效短裂纹(DESFC)尺度的良好假设分布同时也是是两种载荷形式下寿命分数f的良好假设分布。 |
| 作者： | 吴亚运 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 杨冰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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