切口类缺陷对磁滞材料疲劳特性的影响

【摘要】疲劳问题在我们的生活中无处不在。它影响着日常的生活,甚至给人类带了严重的经济损失和人员伤亡,所以疲劳问题受到了广泛的关注。随着科技的进步和材料科学的发展,各类具有特殊性能的材料被使用在航空航天、农业技术、卫星、医疗行业等重要领域。对于这些新型材料的疲劳研究就成为人们所关注的焦点。能够影响零构件疲劳特性的因素有很多,现代的构件趋于复杂化、多样化,不再是几何形状连续的构件,总是含有各种缺口。而缺口是应力集中的主要部位,所以缺口效应就成为影响疲劳寿命的关键因素。这些前人已经有了系统的研究和理论基础。但是对于在复杂的工况下,特殊材料制造的缺口构件的疲劳问题研究目前还很欠缺。本文从工程应用出发,系统研究了磁滞合金缺口轴的疲劳特性。结合磁滞材料的特殊磁性能,研究在磁场和外力的共同作用下,磁滞材料所表现出的力学性能和变化以及它的疲劳过程。本文研究的主要内容如下和取得的主要成果如下：在力磁耦合作用下磁滞合金缺口轴的应力分析。磁滞材料在外加磁场作用下表现出特殊的磁化特性,研究发现不同的磁场方向能够改变材料的内部结构,从而影响材料的受力状况和疲劳特性。当磁场方向与构件最大主应力方向一致时,磁滞合金缺口轴缺口根部的应力水平没有太大的改变；当磁场方向与构件最大主应力方向垂直时,其缺口根部的应力水平明显下降。本文运用ANSYS有限元软件建立了缺口试样的有限元模型,铁钴钼磁滞合金缺口轴被磁化后,在扭转载荷的作用下,缺口根部附近区域的应力集中水平有明显下降,磁处理改善了材料的疲劳性能。试验结果表明：被磁化后,缺口参数对缺口根部的应力分布依旧有影响。缺口深度和缺口尖端半径对应力场影响比较大。随着缺口深度和尖端半径的增加,相应的应力增大。缺口张角的改变影响不大。
【作者】古妮娜；
【导师】李有堂；
【作者基本信息】兰州理工大学，机械制造及其自动化，2014，硕士
【关键词】磁滞合金；力磁耦合；有限元分析；缺口参数；应力分布；

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