不锈钢法兰在非工作状态下叶片与轮盘处于放松状态,随着运转转速的增加,叶片在离心力的作用下通过榫连接结构与轮盘压紧贴合。受气动力作用,叶片会产生小幅摆动,继而在榫连接接触位置产生微动损伤。榫头接触区在反复微动作用下,易产生纵向与横向裂纹,其中横向裂纹持续扩展,是造成构件断裂的主要诱因。结合接触区应力分布来看,榫头横向裂纹多发位置,大多集中在接触应力与切应力集中区域。
弹性支撑与间隙配合
对于各类夹持机构、支撑类结构,接触面切线方向虽无直接载荷,但设备运行振动、构件形变等因素,会使法向载荷持续变化,改变接触范围与贴合状态。构件长期反复挤压运行,接触边缘产生相对滑移,逐步形成微动损伤。此类工况多以部件磨损为主,常规情况下不易发生疲劳断裂失效。
过盈配合
过盈配合是工业常用紧固连接方式,依靠轴与孔装配产生的弹性压力,实现轴向、周向固定,结构简单、同轴度优良,可稳定承受轴向力、扭矩及交变动载荷。当过盈配合构件承受弯矩作用时,接触区域边缘压力下降,叠加弯曲形变影响,接触面出现相对滑移,引发磨损问题。同时在交变弯曲应力长期作用下,磨损位置易萌生裂纹,逐步扩展最终造成构件断裂,属于典型的微动疲劳失效形式。