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题名交变双轴加载下钛合金微动磨损的仿真及试验研究
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作者
韩怡茗
李欣
闫贺年
杨建伟
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机构
北京建筑大学机电与车辆工程学院
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出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2024年第7期1251-1259,1268,共10页
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基金
国家自然科学基金青年基金资助项目(51905028)
北京市教育委员会科技计划一般项目(KM202110016002)
北京建筑大学金字塔人才培养工程项目(JDYC20200323)。
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文摘
微动磨损是导致机械连接结构失效的主要形式之一。目前大多数研究都在恒定法向接触载荷工况下开展。然而实际工程中,广泛存在着可变法向载荷和轴向载荷的多轴加载工况,导致目前恒定法向载荷下微动磨损的研究结果不能很好地解释多轴交变加载工况下的微动磨损行为。因此,以钛合金的微动磨损为例,进行了交变双轴加载下微动磨损的仿真分析和试验测试研究。首先,建立了受循环交变双轴加载作用下的微动磨损模型;然后,对不同法向载荷幅值、位移载荷幅值、双轴加载相位差下的微动磨损行为进行了仿真,并根据Q-P曲线分析方法对这些复杂微动情况下的微动磨损机制进行了讨论;最后,在双轴加载的微动磨损试验机上进行了双轴微动磨损试验,验证了该有限元模型磨损形貌的合理性。研究结果表明:交变法向载荷的磨损形貌不同于恒定法向载荷的磨损形貌,交变下法向载荷均值与恒定法向载荷保持不变,交变法向载荷下的磨损深度及宽度均大于恒定法向载荷下的磨损深度及宽度。位移幅值和相位差一定,随着法向载荷幅值的增大,磨损宽度和深度均增加,磨损形貌由“W”型转变为“W+V”型;法向载荷幅值和相位差一定,磨损宽度和深度均随位移幅值的增大而增大;法向载荷幅值和位移幅值一定,改变双轴加载相位差,0°相位差最大磨损深度出现在接触后缘,180°相位差最大磨损深度出现在接触前缘,90°和270°相位差的前、后缘磨损深度极大值接近。
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关键词
机械结构疲劳破坏
微动磨损形貌
双轴加载
柱面/平面接触模型
交变法向载荷
能量模型
Q-P曲线分析方法
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Keywords
fatigue failure of mechanical structure
fretting wear morphology
biaxial loading
cylinder/plane contact model
variable normal load
energy model
Q-P curve analysis method
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分类号
TH117.1
[机械工程—机械设计及理论]
TG246.2
[金属学及工艺—铸造]
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题名交叉结构在面内冲压载荷作用下的损伤变形机理研究
被引量：3
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作者
王秀飞
刘昆
沈超明
王加夏
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机构
江苏科技大学船舶与海洋工程学院
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021年第21期62-68,共7页
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基金
国家自然科学基金(51609110,51779110,51809122)
江苏省自然科学基金(BK20191461)
江苏省六大人才项目(KTHY-064)。
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文摘
交叉构件在船舶与海洋工程舷侧及船底结构中广泛存在,在发生碰撞搁浅事故时,会受到面内冲压载荷作用发生损伤变形,影响船体结构的安全性,需在设计中予以关注。在初步设计阶段,解析计算方法的应用可以显著地提高结构设计效率。因此,以十字交叉结构为研究对象,通过设计开展交叉结构模型的准静态冲压试验及相应仿真,分析其变形机理,确定十字交叉结构在冲压载荷下的变形模式。以此为基础,运用塑性力学理论,推导出结构变形能、瞬时结构变形抗力及平均结构变形抗力的解析计算公式,并将计算结果与试验结果进行比较验证。研究得到的结构面内受压变形能和抗力解析计算公式,可以快速评估事故载荷下结构的响应情况,对船体耐撞结构设计及抗撞性能评估具有一定的指导意义。
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关键词
交叉结构
面内冲压载荷
变形机理
解析计算方法
模型试验
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Keywords
cross structure
in-plane punching load
deformation mechanism
analytical calculation method
model test
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分类号
U674.941
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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