关注金属材料的微动疲劳问题

关注金属材料的微动疲劳问题

       微动是指两个接触表面间发生的微小幅度运动，位移幅度一般为微米量级，通常在几十到一百多微米之间。微动按其损伤形式分为三类，微动磨损、微动腐蚀和微动疲劳，其中微动疲劳是为常见也是危害大的一种。交变载荷和微动能促使疲劳裂纹早期萌生和早期扩展，后导致构件在大大低于材料疲劳限，甚至低于材料弹性限时失效，这一现象就被称为材料的微动疲劳。微动疲劳损伤是各种压配合或收缩配合构件在交变应力或振动作用下的主要破坏形式，且在实际工作的条件下几乎不能避免。微动疲劳造成的损伤在民用机械、航空航天、核工业、电力工业、人体植入物等领域广泛存在。由于微动疲劳会加速构件接触表面及表层裂纹的萌生和扩展，从而大大降低了部件的疲劳寿命。在航空航天、交通、核能等诸多工业部门中均存在微动疲劳损伤问题，大量的航空机械构件都是由于这个原因导致的失效，铁道车辆的车轴与轮对之间在压装区所产生的疲劳断裂也是典型的微动疲劳破坏实例。由于微动是构件在实际应用中不可避免的，而微动疲劳的损害又是不易察觉的，其后果却是其严重的，因此微动疲劳的问题既具有普遍性和隐蔽性，同时又是致命性的。

 

微动疲劳破坏经过４个阶段，即：

（１）裂纹萌生；

（２）裂纹早期扩展；

（３）裂纹后期扩展；

（４）构件失稳断裂。疲劳主要取决于裂纹的萌生和早期扩展，影响微动疲劳的因素很多，例如温度、环境、载荷和位移幅度等，其中重要的三个因素是接触压力、位移幅度和摩擦系数。

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