軸承作為支撐機(jī)械設(shè)備中旋轉(zhuǎn)體的一種重要基礎(chǔ)件零件,其套圈的表層性能是影響軸承運(yùn)行可靠性和疲勞壽命的關(guān)鍵因素。超聲滾壓強(qiáng)化技術(shù)作為一種新興的表面強(qiáng)化技術(shù),可有效降低材料表面粗糙度并在表層預(yù)置一定深度的殘余壓應(yīng)力,對軸承套圈的表面性能強(qiáng)化具有良好的適用性。本文通過理論分析、仿真模擬及正交試驗(yàn)法,對超聲滾壓強(qiáng)化在應(yīng)用于軸承套圈時(shí)的一系列力學(xué)及相互作用關(guān)系問題進(jìn)行研究。以軸承套圈材料42CrMo為研究對象,基于彈塑性力學(xué)理論和接觸力學(xué)原理,宏觀上將強(qiáng)化過程視為沖擊載荷作用下的彈塑性接觸變形行為進(jìn)行研究,對超聲滾壓強(qiáng)化過程中滾壓球與材料表面接觸區(qū)的力學(xué)特性進(jìn)行分析�；诤掌澖佑|理論,給出滾壓球單次沖擊時(shí)彈性變形區(qū)應(yīng)力分布狀態(tài)。根據(jù)材料塑性屈服準(zhǔn)則,對進(jìn)入塑性屈服階段任一時(shí)刻的等效塑性應(yīng)變進(jìn)行分析。對超聲滾壓過程中的運(yùn)動關(guān)系進(jìn)行分析,結(jié)果表明滾壓球的空間運(yùn)動軌跡為螺旋線與正弦曲線的耦合曲線,并得出相應(yīng)運(yùn)動控制方程。滾壓加工密度與工件轉(zhuǎn)速及進(jìn)給速度相關(guān),滾壓球單次沖擊坑面積主要與振幅及靜壓力有關(guān)。滾壓球與材料表面的相對滾動降低了接觸摩擦力,有助于提高強(qiáng)化后表面質(zhì)量。建立適用于超聲滾壓的材料本構(gòu)模型,利...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1超聲滾壓強(qiáng)化裝置示意圖

一套完整的超聲滾壓強(qiáng)化系統(tǒng)主要由超聲波發(fā)生器、換能器、變幅桿、滾壓工具頭及連接線組成(如圖2-1)。超聲滾壓強(qiáng)化實(shí)質(zhì)是建立在高頻振動理論和金屬塑性成形技術(shù)上的一種加工工藝,集表面光整和表層改性于一體,屬于一種新型機(jī)械強(qiáng)化工藝。在超聲滾壓強(qiáng)化回轉(zhuǎn)體工件時(shí),滾壓工具頭對工件表面施加載....

圖2-2超聲滾壓強(qiáng)化原理圖

強(qiáng)化原理示意圖如圖2-2所示。A段為被強(qiáng)化工件與超聲滾壓球彈塑性接觸前段,接觸初期受進(jìn)給力和工件旋轉(zhuǎn)的周向力影響,接觸前端金屬被向未強(qiáng)化部分推擠,表面微觀凸起被逐漸壓入凹坑;B段為彈塑性變形區(qū),經(jīng)由A段發(fā)生“削峰填谷”作用的金屬受靜壓力和超聲頻沖擊影響,產(chǎn)生沿層深方向發(fā)生體積壓縮....

圖2-3固體變形問題隨應(yīng)變率的變化

超聲滾壓強(qiáng)化過程是靜態(tài)接觸擠壓和動態(tài)高頻振動沖擊過程的耦合,強(qiáng)化過程中的彈塑性變形涉及可變形固體力學(xué)的內(nèi)容。一般認(rèn)為,應(yīng)變率小于10-5s-1時(shí),變形過程非常緩慢,宏觀上呈現(xiàn)出蠕變特性,此時(shí)主要問題為應(yīng)變與時(shí)間的對應(yīng)關(guān)系。在應(yīng)變率處于10-5～10-1s-1之間時(shí),材料的應(yīng)變狀態(tài)....

圖2-4接觸中心單元主應(yīng)力

滾壓球與材料表面的接觸為三維體接觸,不計(jì)接觸面前端形變的情況下,接觸區(qū)微元體應(yīng)力方向如圖2-4所示。由于接觸變形量相對于材料本身尺寸很小,且被強(qiáng)化件曲率半徑遠(yuǎn)小于滾壓球半徑,因此單次沖擊過程產(chǎn)生的沖擊坑可近似視為剛性球作用于彈性面,接觸坑近似視為圓形。則在接觸變形區(qū)內(nèi),根據(jù)Her....

本文編號：4025563