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第29卷第12期中国机械工程Vol.29No.12
2018年6月CHINAMECHANICALENGINEERINGpp.1492⁃1498
多轴变幅应力状态下连杆微动疲劳全寿命研究
汪玲玲何柏岩
天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津，，300354
摘要：
提出了一种适用于多轴变幅疲劳应力作用下的疲劳全寿命计算模型；结合有效应力强度因子
幅理论和雨流计数技术处理应力谱，修正了Paris疲劳裂纹扩展速率公式使其适用于多轴变幅应力条件；
在修正的Paris公式中引入短裂纹修正尺寸，得到全寿命计算模型；以斜切口式柴油机连杆齿形配合面处
的寿命计算为工程算例，基于材料试验和有限元分析，计算得到配合面危险节点的寿命。结果表明，该模
型可进行复杂工况下结构表面裂纹从任意初始尺寸扩展到任意设计尺寸的寿命计算，对指导关键性零部
件寿命设计和确定检修时间具有重要意义。
关键词：断裂力学；多轴变幅应力；全寿命模型；连杆齿形配合面
中图分类号：TK428；TK422
DOI：10.3969/j.issn.1004⁃132X.2018.12.016开放科学(资源服务)标识码(OSID)：
ResearchonTotalFrettingFatigueLifesofConnectingRodsunderMulti
⁃
axisVariableamplitudeStresses
⁃
WANGLinglingHEBaiyan
KeyLaboratoryofMechanismTheoryandEquipmentDesignofMinistryofEducation，
TianjinUniversity，Tianjin，300354
Abstract：Atotallifecalculationmodelforfatiguecracksinitiatingandpropagatingundermulti⁃ax⁃
-
isvariable⁃amplitudestresseswasproposed.Basedontheeffectivestressintensityfactorcriterionand
rain⁃flowcountingtechniqueformulti⁃axisvariable⁃amplitudestresses，theParisformulawasrevisedto
applytodescribethefatiguecracksinitiatingandpropagatingbehaviorsundermulti⁃axisvariable⁃ampli⁃
tudestressesandashort⁃crackcorrectionsizewasintroducedtoobtainthetotal⁃lifecalculationmodel.
Finally，alifeculculationcasestudyonmatingsurfacesofaobliquelysplitdieselconnectingrodwasper⁃
formed.Basedonthematerialtestsandfiniteelementanalysis，thelifeofdangerousspotsonthemating
surfaceswascalculated，whichindicatsthatthetotallifemodelmaycalculatethefatiguelifefromanarbi⁃
traryinitialcracksizetoanarbitrarycriticalcracksize.Thetotallifemodelmayplaya
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