粗糙度對18CrNiMo7-6疲勞壽命的影響研究
發(fā)布時間:2021-05-24 13:56
齒輪作為飛機、高鐵等軍民領(lǐng)域廣泛使用的關(guān)鍵零件,其使用壽命往往決定了設(shè)備檢修期限和使用壽命時長。18CrNiMo7-6合金鋼作為一種具有高強度、高韌性的合金鋼材料,被廣泛應(yīng)用到高強度齒輪的制造中。表面質(zhì)量是表面完整性中具有重要意義的內(nèi)容,是影響零件疲勞壽命的主要因素,研究粗糙度對疲勞壽命的影響,對于零件的抗疲勞制造具有重要意義。零件表面三維形貌由于包含更全面的工件表面信息,能夠更加準(zhǔn)確的描述零件的微觀表面輪廓,采用三維粗糙度參數(shù)探究粗糙度對零件疲勞壽命的影響能夠更加全面的探明表面形貌對疲勞壽命影響的方式與特點。不同方向的表面紋理在相同受力方向的情況下會產(chǎn)生不同的應(yīng)力集中,在零件應(yīng)力敏感方向上施加應(yīng)力時會使零件的疲勞壽命減小。因此,不僅三維粗糙度Sa會影響零件的疲勞壽命,不同的零件表面紋理方向也會影響零件的疲勞壽命。常溫情況下的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞是廣泛應(yīng)用的高周疲勞試驗形式,其載荷施加頻率快、試驗耗時短。是一種廣泛運用的高周疲勞試驗方法。本論文通過可靠的研磨工藝得到不同紋理方向、不同三維粗糙度Sa值的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試樣,探究不同三維粗糙度參數(shù)對18Cr...
【文章來源】:鄭州大學(xué)河南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 表面粗糙度研究現(xiàn)狀
1.2.2 粗糙度對疲勞壽命的影響研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 三維表面粗糙度參數(shù)的選擇
2.1 表面測量技術(shù)
2.1.1 接觸式測量
2.1.2 非接觸式測量
2.2 表面形貌特征評定
2.2.1 三維形貌特征評定基準(zhǔn)
2.2.2 表面三維評定參數(shù)
2.3 與疲勞壽命相關(guān)的三維粗糙度參數(shù)的選擇
2.4 本章小結(jié)
3 疲勞試樣研磨工藝試驗方案
3.1 疲勞試樣形狀的選擇
3.1.1 疲勞試驗疲勞形式的選擇
3.1.2 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試樣形狀
3.2 18CrNiMo7-6材料性能介紹
3.3 試驗設(shè)備
3.3.1 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試樣軸向研磨機
3.3.2 三維表面形貌測量系統(tǒng)
3.4 試驗條件
3.4.1 砂紙型號的選擇
3.4.2 研磨壓力的選擇
3.4.3 研磨時間的選擇
3.5 軸向紋理疲勞試樣研磨工藝試驗方案
3.5.1 最短研磨時間探究試驗
3.5.2 研磨工藝對粗糙度影響試驗方案
3.6 本章小結(jié)
4 疲勞試樣研磨工藝試驗結(jié)果與分析
4.1 最短研磨時間試驗結(jié)果與分析
4.1.1 最短研磨時間試驗結(jié)果
4.1.2 最短研磨時間試驗結(jié)果分析
4.2 研磨工藝對粗糙度的影響試驗結(jié)果與分析
4.2.1 研磨工藝對粗糙度的影響試驗結(jié)果
4.2.2 研磨工藝對粗糙度的影響試驗結(jié)果分析
4.3 本章小結(jié)
5 18CrNiMo7-6旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗方案
5.1 試驗設(shè)備
5.2 試驗條件
5.3 試驗方案
5.3.1 表面算術(shù)平均偏差S_a和紋理方向?qū)ζ趬勖挠绊懺囼灧桨?br> 5.3.2 三維表面粗糙度參數(shù)S_q、S_z、S_(sk)、S_(ku)、S_v和紋理方向?qū)ζ趬勖挠绊懺囼灧桨?br> 5.4 本章小結(jié)
6 粗糙度對18CrNiMo7-6疲勞壽命的影響
6.1 18CrNiMo7-6旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗結(jié)果
6.1.1 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞斷口分析
6.2 S_a和紋理方向?qū)?8CrNiMo7-6旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞的影響
6.2.1 S_a與18CrNiMo7-6旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞壽命相關(guān)性分析
6.2.2 S_a對18CrNiMo7-6旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞壽命影響統(tǒng)計分析
6.3 S_q、S_z、S_(sk)、S_(ku)、S_v和紋理方向?qū)?8CrNiMo7-6疲勞的影響
6.3.1 S_q、S_z、S_(sk)、S_(ku)、S_v與18CrNiMo7-6疲勞壽命相關(guān)性分析
6.3.2 S_q、S_z、S_(sk)、S_(ku)、S_v對18CrNiMo7-6疲勞壽命影響統(tǒng)計分析
6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于表面重構(gòu)技術(shù)預(yù)測考慮三維表面形貌的工件的疲勞壽命(英文)[J]. 李國文,唐進元,周煒,李林. Journal of Central South University. 2018(09)
[2]表面粗糙度對動車組車軸鋼彎曲疲勞性能的影響[J]. 陳煜達,趙秀娟,潘金芝,劉鵬濤,任瑞銘. 熱加工工藝. 2016(22)
[3]產(chǎn)品幾何規(guī)范中非理想表面的多尺度表征[J]. 石照耀,姜海洋,張敏. 光學(xué)精密工程. 2016(07)
[4]直接時效GH4169合金疲勞斷口分析研究[J]. 謝孝昌,柴志剛,李權(quán),湯春峰,趙振業(yè). 航空材料學(xué)報. 2015(05)
[5]表面粗糙度對國產(chǎn)316LN鋼低周疲勞性能的影響[J]. 魚濱濤,佟振峰,鐘巍華,寧廣勝,楊文. 原子能科學(xué)技術(shù). 2015(09)
[6]噴砂表面的多尺度分析與表征[J]. 王春水,何聲馨,張二亮,李大磊. 表面技術(shù). 2015(06)
[7]表面粗糙度評定由二維向三維轉(zhuǎn)化綜述[J]. 楊建虹. 機械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量. 2015(06)
[8]表面粗糙度對三維應(yīng)力集中系數(shù)及疲勞壽命的影響[J]. 廖智奇,吳運新,袁海洋. 中國機械工程. 2015(02)
[9]齒輪的表面完整性與抗疲勞制造技術(shù)的發(fā)展趨勢[J]. 高玉魁,趙振業(yè). 金屬熱處理. 2014(04)
[10]TC18航空鈦合金機械研磨處理疲勞特性實驗研究[J]. 鄭賀天,王茂廷. 機械制造. 2014(02)
博士論文
[1]碳纖維復(fù)合材料工件切削表面粗糙度測量與評定方法研究[D]. 周鵬.大連理工大學(xué) 2011
碩士論文
[1]改善齒輪表面紋理的蝸桿砂輪磨削方法研究[D]. 周泓曲.重慶大學(xué) 2016
[2]齒輪滲碳鋼18CrNiMo7-6的制備及組織性能分析[D]. 肖廣林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]三維表面形貌的評價技術(shù)及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 吳松.南京航空航天大學(xué) 2007
本文編號:3204303
【文章來源】:鄭州大學(xué)河南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 表面粗糙度研究現(xiàn)狀
1.2.2 粗糙度對疲勞壽命的影響研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 三維表面粗糙度參數(shù)的選擇
2.1 表面測量技術(shù)
2.1.1 接觸式測量
2.1.2 非接觸式測量
2.2 表面形貌特征評定
2.2.1 三維形貌特征評定基準(zhǔn)
2.2.2 表面三維評定參數(shù)
2.3 與疲勞壽命相關(guān)的三維粗糙度參數(shù)的選擇
2.4 本章小結(jié)
3 疲勞試樣研磨工藝試驗方案
3.1 疲勞試樣形狀的選擇
3.1.1 疲勞試驗疲勞形式的選擇
3.1.2 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試樣形狀
3.2 18CrNiMo7-6材料性能介紹
3.3 試驗設(shè)備
3.3.1 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試樣軸向研磨機
3.3.2 三維表面形貌測量系統(tǒng)
3.4 試驗條件
3.4.1 砂紙型號的選擇
3.4.2 研磨壓力的選擇
3.4.3 研磨時間的選擇
3.5 軸向紋理疲勞試樣研磨工藝試驗方案
3.5.1 最短研磨時間探究試驗
3.5.2 研磨工藝對粗糙度影響試驗方案
3.6 本章小結(jié)
4 疲勞試樣研磨工藝試驗結(jié)果與分析
4.1 最短研磨時間試驗結(jié)果與分析
4.1.1 最短研磨時間試驗結(jié)果
4.1.2 最短研磨時間試驗結(jié)果分析
4.2 研磨工藝對粗糙度的影響試驗結(jié)果與分析
4.2.1 研磨工藝對粗糙度的影響試驗結(jié)果
4.2.2 研磨工藝對粗糙度的影響試驗結(jié)果分析
4.3 本章小結(jié)
5 18CrNiMo7-6旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗方案
5.1 試驗設(shè)備
5.2 試驗條件
5.3 試驗方案
5.3.1 表面算術(shù)平均偏差S_a和紋理方向?qū)ζ趬勖挠绊懺囼灧桨?br> 5.3.2 三維表面粗糙度參數(shù)S_q、S_z、S_(sk)、S_(ku)、S_v和紋理方向?qū)ζ趬勖挠绊懺囼灧桨?br> 5.4 本章小結(jié)
6 粗糙度對18CrNiMo7-6疲勞壽命的影響
6.1 18CrNiMo7-6旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗結(jié)果
6.1.1 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞斷口分析
6.2 S_a和紋理方向?qū)?8CrNiMo7-6旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞的影響
6.2.1 S_a與18CrNiMo7-6旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞壽命相關(guān)性分析
6.2.2 S_a對18CrNiMo7-6旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞壽命影響統(tǒng)計分析
6.3 S_q、S_z、S_(sk)、S_(ku)、S_v和紋理方向?qū)?8CrNiMo7-6疲勞的影響
6.3.1 S_q、S_z、S_(sk)、S_(ku)、S_v與18CrNiMo7-6疲勞壽命相關(guān)性分析
6.3.2 S_q、S_z、S_(sk)、S_(ku)、S_v對18CrNiMo7-6疲勞壽命影響統(tǒng)計分析
6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于表面重構(gòu)技術(shù)預(yù)測考慮三維表面形貌的工件的疲勞壽命(英文)[J]. 李國文,唐進元,周煒,李林. Journal of Central South University. 2018(09)
[2]表面粗糙度對動車組車軸鋼彎曲疲勞性能的影響[J]. 陳煜達,趙秀娟,潘金芝,劉鵬濤,任瑞銘. 熱加工工藝. 2016(22)
[3]產(chǎn)品幾何規(guī)范中非理想表面的多尺度表征[J]. 石照耀,姜海洋,張敏. 光學(xué)精密工程. 2016(07)
[4]直接時效GH4169合金疲勞斷口分析研究[J]. 謝孝昌,柴志剛,李權(quán),湯春峰,趙振業(yè). 航空材料學(xué)報. 2015(05)
[5]表面粗糙度對國產(chǎn)316LN鋼低周疲勞性能的影響[J]. 魚濱濤,佟振峰,鐘巍華,寧廣勝,楊文. 原子能科學(xué)技術(shù). 2015(09)
[6]噴砂表面的多尺度分析與表征[J]. 王春水,何聲馨,張二亮,李大磊. 表面技術(shù). 2015(06)
[7]表面粗糙度評定由二維向三維轉(zhuǎn)化綜述[J]. 楊建虹. 機械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量. 2015(06)
[8]表面粗糙度對三維應(yīng)力集中系數(shù)及疲勞壽命的影響[J]. 廖智奇,吳運新,袁海洋. 中國機械工程. 2015(02)
[9]齒輪的表面完整性與抗疲勞制造技術(shù)的發(fā)展趨勢[J]. 高玉魁,趙振業(yè). 金屬熱處理. 2014(04)
[10]TC18航空鈦合金機械研磨處理疲勞特性實驗研究[J]. 鄭賀天,王茂廷. 機械制造. 2014(02)
博士論文
[1]碳纖維復(fù)合材料工件切削表面粗糙度測量與評定方法研究[D]. 周鵬.大連理工大學(xué) 2011
碩士論文
[1]改善齒輪表面紋理的蝸桿砂輪磨削方法研究[D]. 周泓曲.重慶大學(xué) 2016
[2]齒輪滲碳鋼18CrNiMo7-6的制備及組織性能分析[D]. 肖廣林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]三維表面形貌的評價技術(shù)及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 吳松.南京航空航天大學(xué) 2007
本文編號:3204303
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