微动疲劳一直是机械领域的隐形杀手,它促进了微动损伤接触区域裂纹的萌生和扩展,大大缩短了零部件的服役寿命。在机械结构、机械连接覆盖各个领域的时代,其无疑成为了质量安全关注的焦点。本论文在不同参数条件下,针对我国高速铁路接触网整体吊弦材料(CuMg0.4合金),在自主设计的弯曲微动疲劳装置上进行了常规环境下的弯曲微动疲劳试验,建立了其疲劳寿命S~N曲线,并采用扫描电子显微镜(SEM)、白光干涉仪(WLI)、体视显微镜(SM)、电子探针显微分析仪(EPMA)等微观分析设备对损伤区域进行了详细的微观分析,探究了吊弦材料的弯曲微动疲劳损伤特性及演变规律,最终得出了以下几点结论:(一)CuMg0.4合金弯曲微动疲劳的运行特性由一系列CuMg0.4合金弯曲微动疲劳试验结果建立的疲劳寿命S~N曲线得知该材料的微动疲劳寿命随弯曲应力的增大先趋于减小,然后再趋于增大,最后又呈现出减小的趋势。微动依次运行于PSR(部分滑移区)、MFR(混合区)、SR(完全滑移区)。(二)CuMg0.4合金弯曲微动疲劳的损伤机理弯曲微动疲劳部分滑移区、混合区、完全滑移区三个区域试样的接触损伤区经微观形貌分析和成分分析发现其均主要存在氧化磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和粘着磨损四种损伤机制,且加载端磨损相对较严重。(三)疲劳裂纹的萌生与扩展机理接触区域的损伤形貌整体呈现出非对称的椭圆状,其微动疲劳裂纹均萌生于接触区域靠加载端一侧距离表面约60~70μm深的次表面,经过剖面裂纹分析和断口形貌结果表明CuMg0.4合金材料的弯曲微动疲劳断裂过程主要分为三个阶段:(1)裂纹的萌生:应力集中和接触区域磨损现象的发生使得微裂纹于靠近加载端一侧的次表面处开始萌生,并逐渐向表面和试样中间扩展;(2)裂纹的加速扩展:随着裂纹不断的扩展,到达弯曲应力控制深度后,法向应力和弯曲应力的共同作用使裂纹继续加速扩展,其扩展方向与材料表面成45°;(3)裂纹的最后扩展:裂纹扩展到超过接触应力影响后,在弯曲应力的作用下继续扩展直至试样断裂,其扩展方向与材料表面成90°。