發(fā)布時(shí)間：2022-01-04 03:33

　　隨著現(xiàn)代工業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展,高精設(shè)備對(duì)零部件機(jī)械性能的要求越來(lái)越高,但是在工程實(shí)際中許多零部件由于受到交變載荷的影響會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋,最終會(huì)導(dǎo)致零部件的失效。空化水噴丸技術(shù)是利用淹沒式射流空化后形成大量的空泡群潰滅時(shí)釋放的沖擊波來(lái)強(qiáng)化金屬零部件的表面,研究結(jié)果已經(jīng)證明該技術(shù)和其他噴丸技術(shù)一樣能在金屬零件的表面形成殘余壓應(yīng)力層,進(jìn)而提高零件的疲勞壽命。但是目前國(guó)內(nèi)對(duì)于空化水噴丸的研究起步較晚,對(duì)空化水噴丸工藝中的殘余應(yīng)力場(chǎng)的形成機(jī)理等基礎(chǔ)理論的研究相對(duì)比較薄弱,從很大程度上阻礙了該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善�；诖�,本文運(yùn)用數(shù)值模擬的方法來(lái)分析空化水噴丸強(qiáng)化20Cr齒輪的殘余應(yīng)力分布規(guī)律,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文首先闡述了目前較為流行的噴丸強(qiáng)化方法,介紹了傳統(tǒng)的機(jī)械噴丸以及各種新型噴丸技術(shù),隨后介紹了空化現(xiàn)象產(chǎn)生的條件、空化水噴丸的原理,以及產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力的原理。通過將空化水噴丸強(qiáng)化20Cr齒輪的過程進(jìn)行數(shù)值模擬,得出沖擊波在齒輪中的傳播過程以及不同加載時(shí)間、不同峰值載荷條件下加載時(shí)20Cr齒輪的殘余壓應(yīng)力分布規(guī)律。將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析后,得出當(dāng)加載時(shí)間為60μs,峰值載荷為3.5 GP... 

【文章來(lái)源】：遼寧科技大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

激光噴丸原理示意圖

工件的表面形成一定厚度的殘余壓應(yīng)力層[14-15]，其工作原理如前，首先將能量吸收層涂覆在待噴射工件的表面上，并且在。當(dāng)激光束穿過約束層到達(dá)吸收層時(shí)，吸收層吸收能量并產(chǎn)的等離子體。這種等離子體將使工件產(chǎn)生在工件近表層傳播擊強(qiáng)化以實(shí)現(xiàn)類似于機(jī)械噴丸強(qiáng)化的效果[16]。機(jī)械噴丸相比，激光噴丸形成的殘余壓應(yīng)力層更深，穩(wěn)定性和位的不同區(qū)域獲得不同的抗疲勞性能。噴丸是利用超聲波來(lái)帶動(dòng)小尺寸的彈丸從而對(duì)工件表面進(jìn)行強(qiáng)噴丸的原理圖如圖 1.2 所示。

圖 1.3 水射流噴丸原理示意圖Fig. 1.3 Schematic diagram of water jet shot peening化技術(shù)使一種更為環(huán)保的噴丸強(qiáng)化技術(shù)，其工作原作為噴丸處理介質(zhì)，通過改變噴嘴的尺寸，調(diào)整加工表面上，通過對(duì)工件的沖擊來(lái)強(qiáng)化工件的表面。水射出來(lái)沖擊工件表面，不同的壓力或噴嘴與工件之能量，通過調(diào)整這些參數(shù)就能夠使水流對(duì)工件表面擊能夠使工件在一個(gè)相對(duì)較低的溫度環(huán)境中發(fā)生塑力層從而達(dá)到增加工件使用壽命的目的[21]。噴丸相比，水射流噴丸具有很多的優(yōu)點(diǎn)：噴丸更加環(huán)保，由于不需要使用實(shí)體彈丸，去掉的使的，降低了防護(hù)措施方面資金的投入；

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]噴丸強(qiáng)化對(duì)表面完整性影響的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 蓋鵬濤,陳福龍,尚建勤,韓秀全.  航空制造技術(shù). 2016(20)
[2]空化水射流的研究進(jìn)展[J]. 王建杰,陳立宇,楊夏明,許楨英,王勻.  精密成形工程. 2016(05)
[3]噴丸強(qiáng)化技術(shù)在汽車制造業(yè)的應(yīng)用[J]. 金榮植.  汽車工藝師. 2016(01)
[4]先進(jìn)噴丸表面改性技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 黃志超,呂世亮,謝春輝,盧能芝.  材料科學(xué)與工藝. 2015(03)
[5]淺談激光噴丸與超聲波沖擊技術(shù)的比較[J]. 張昌松,陳婷.  電子制作. 2015(02)
[6]機(jī)械噴丸對(duì)X80管線鋼疲勞性能的影響[J]. 李巖芳.  油氣儲(chǔ)運(yùn). 2015(01)
[7]水射流噴丸強(qiáng)化的試驗(yàn)研究[J]. 董星,王瑞紅,段雄.  煤炭學(xué)報(bào). 2014(03)
[8]機(jī)械噴丸對(duì)7A52鋁合金焊接接頭殘余應(yīng)力改善的有限元模擬[J]. 黃治冶,陳芙蓉.  焊接學(xué)報(bào). 2014(03)
[9]超聲表面強(qiáng)化技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 鄭建新,羅傲梅,劉傳紹.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2012(10)
[10]有限體積法和有限元方法之間的比較[J]. 孫佳慧.  長(zhǎng)春師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2011(08)

博士論文
[1]微空泡動(dòng)力學(xué)特性的數(shù)值模擬及熱空泡特性的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 邱超.大連海事大學(xué) 2015
[2]空化射流噴丸對(duì)金屬表面性能強(qiáng)化影響的試驗(yàn)研究[D]. 楊春敏.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2014
[3]表面改性與完整性對(duì)鈦合金疲勞行為的影響[D]. 杜東興.西北工業(yè)大學(xué) 2014

碩士論文
[1]精密切削加工表面完整性及評(píng)價(jià)方法研究[D]. 岳瑋.江蘇大學(xué) 2016
[2]空化射流流場(chǎng)結(jié)構(gòu)與沖擊特性的數(shù)值模擬研究[D]. 林興華.沈陽(yáng)理工大學(xué) 2016
[3]空化水噴丸工藝誘導(dǎo)彈塑性變形行為研究[D]. 李斌訓(xùn).遼寧科技大學(xué) 2016
[4]空化水噴丸工藝誘導(dǎo)45鋼殘余應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬與驗(yàn)證[D]. 徐常亮.遼寧科技大學(xué) 2014
[5]高能超聲波噴丸板料成形技術(shù)研究[D]. 高琳.南京航空航天大學(xué) 2012
[6]金屬材料在強(qiáng)激光超高應(yīng)變率作用下的微觀組織響應(yīng)[D]. 苑春智.江蘇大學(xué) 2009
[7]高速切削加工表面殘余應(yīng)力的分析和模擬[D]. 郭培燕.山東科技大學(xué) 2007
[8]滲碳淬火齒輪殘余應(yīng)力的有限元分析[D]. 侯景宸.長(zhǎng)安大學(xué) 2002



本文編號(hào)：3567573