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近年来机械零部件的形状呈现复杂化的趋势,为了实现一定的功能,机械零部件上往往设计出了多重缺口。
关于单一缺口对疲劳极限的影响,过去国内外都进行了大量试验和理论研究,但多重缺口对疲劳极限影响的研究报道却较为少见。
而且,多重缺口的种类日趋复杂,既有的关于多重缺口的研究结果就显得更为不足。
因此,关于多重缺口对疲劳极限的影响的研究,对机械零部件疲劳强度设计和疲劳寿命预测十分重要。
本文以机械工程中的主流材料--结构钢为研究对象,选取了阶梯轴台阶与圆孔这两种缺口相组合的双重缺口形状。
疲劳试样分为光滑试件、单一阶梯轴(1种过度圆角)、单一圆孔(3种孔径)、双重缺口(5种缺口距离)的试样共20组。
试验分析了阶梯轴台阶与圆孔之间在不同距离的情况下的相互干涉,以及对疲劳极限的影响情况;在试验研究的基础上,分析比较了关于疲劳极限评价方法的传统和最近研究成果的合理性,并进行一定的修正尝试;
同时采用有限元方法对缺口的应力集中进行了分析,总结分析了双重缺口材料的疲劳缺口系数和应力集中系数之间的关系。