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第1章 概述1

1.1 微动疲劳的基本概念1

1.1.1 微动疲劳的概念和基本术语1

1.1.2 微动疲劳的损伤机理及其与微动磨损的区别和联系3

1.2 工程中的典型微动失效问题5

1.2.1 各种紧固连接结构6

1.2.2 榫连接8

1.2.3 弹性支撑与间隙配合10

1.2.4 过盈配合12

1.2.5 柔性绳索13

1.3 学科的形成与发展14

1.4 微动疲劳损伤规律研究的分析方法16

1.4.1 试验方法16

1.4.2 理论研究方法18

1.4.3 数值分析方法21

1.5 微动疲劳的主要影响因素23

第2章 微动的力学与摩擦学理论26

2.1 引言26

2.2 微动的接触力学理论26

2.2.1 弹性接触的Hertz理论27

2.2.2 非协调接触的初始滑动问题31

2.2.3 考虑远端载荷时的初始滑动问题33

2.2.4 协调接触的问题35

2.3 微动摩擦学的基本理论38

2.3.1 三体理论39

2.3.2 微动图理论40

2.3.3 能量耗散理论42

2.4 有限元接触算法43

2.4.1 接触系统的约束条件43

2.4.2 接触问题的虚位移原理44

2.4.3 接触问题的数值算法44

2.4.4 有限元接触分析中的几个问题47

2.4.5 微动疲劳接触区有限元应力场分析49

2.5 小结51

第3章 微动问题的试验研究方法53

3.1 引言53

3.2 微动疲劳典型试验的原理及主要控制参数54

3.3 微动疲劳试验工况56

3.4 微动现象的分析方法56

3.5 典型微动疲劳试验系统57

第4章 微动疲劳损伤模型60

4.1 引言60

4.2 微动疲劳损伤模型的建立60

4.2.1 微动疲劳参数对微动疲劳行为的影响分析61

4.2.2 微动损伤相关系数的建立64

4.2.3 多轴疲劳的临界面法66

4.3 微动疲劳损伤模型预测结果分析70

4.3.1 试验数据70

4.3.2 临界面位置的分析方法71

4.3.3 微动疲劳模型预测结果及适用性分析74

4.4 小结78

第5章 多轴交变载荷作用下微动疲劳行为研究80

5.1 问题来源与研究目的80

5.2 多轴交变载荷作用微动疲劳试验系统设计81

5.2.1 加载系统的结构设计81

5.2.2 试件与微动垫的结构设计84

5.3 试验系统的加载原理85

5.4 试验方案的确定86

5.5 试验结果分析88

5.5.1 试件磨损和疲劳裂纹分析88

5.5.2 法向载荷的动态特性对微动疲劳行为的影响90

5.6 小结94

第6章 螺栓连接微动疲劳特性研究95

6.1 引言95

6.2 影响螺栓连接疲劳性能的主要因素97

6.3 螺栓连接的受力形式98

6.4 螺栓连接的疲劳试验研究99

6.4.1 试验设计99

6.4.2 螺栓连接的预紧力控制100

6.4.3 试验流程101

6.5 仿真分析101

6.6 结果讨论102

6.6.1 有限元分析结果102

6.6.2 试验结果分析106

6.7 小结109

第7章 内燃机微动疲劳损伤的试验研究111

7.1 引言111

7.2 V型内燃机载荷模式分析112

7.2.1 V型内燃机典型工况受力分析112

7.2.2 V型内燃机主轴承载荷的典型模式分析115

7.3 结构模型设计116

7.4 试验系统设计117

7.5 试验参数设计120

7.5.1 试验载荷的确定120

7.5.2 螺栓预紧力的测量与施加121

7.6 试验结果125

7.7 小结128

第8章 内燃机典型载荷下接触行为有限元分析129

8.1 引言129

8.2 子模型法130

8.2.1 局部子模型的建立130

8.2.2 子模型接触分析流程131

8.3 紧固面接触有限元计算结果分析135

8.3.1 机体隔板与主轴承盖紧固面接触分析结果135

8.3.2 结构模型接触分析结果143

8.4 小结146

第9章 内燃机紧固面微动疲劳损伤机理及预防措施147

9.1 引言147

9.2 内燃机典型载荷下的紧固面微动疲劳行为和机理研究147

9.2.1 内燃机机体微动疲劳行为分析147

9.2.2 V型内燃机机体与主轴承盖紧固面微动疲劳机理149

9.3 缓解内燃机微动疲劳的措施150

9.4 小结154

附录156

参考文献161