高鐵牽引裝置彈性吊桿熱處理與噴丸強化工藝研究
發(fā)布時間:2021-07-19 17:01
高鐵牽引裝置彈性吊桿是高鐵組成的關(guān)鍵部件之一,能夠緩和沖擊,使車輛運行平穩(wěn),對保障車輛安全運行起到極其重要的作用。而由于我國高鐵技術(shù)起步較晚,彈性吊桿的性能不能滿足要求,尤其是疲勞壽命嚴(yán)重達不到要求,從而目前仍需從國外大量進口。因此,本文研究的主要內(nèi)容是通過有限元分析優(yōu)化彈性吊桿結(jié)構(gòu)并對其熱處理與噴丸強化工藝進行詳細(xì)研究,以滿足彈性吊桿的綜合性能要求,以期加快我國高鐵完全國產(chǎn)化的進程。本文所研究的彈性吊桿結(jié)構(gòu)系CRH380型高速動車組。首先通過三維軟件Solidworks建立彈性吊桿模型,利用有限元分析軟件Workbench進行了靜力學(xué)和動力學(xué)分析,并對彈性吊桿結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化。結(jié)果表明:所設(shè)計的彈性吊桿結(jié)構(gòu)滿足靜強度要求,且優(yōu)化后滿足了安全要求。對彈性吊桿的熱處理工藝進行了研究。結(jié)果表明:奧氏體晶粒的臨界粗化溫度為910℃;與其它溫度相比,在880℃淬火時形成的馬氏體明顯致密,且強度和硬度均達到峰值;硬度隨回火溫度的升高逐漸降低,而屈服強度和抗拉強度隨回火溫度的升高的變化趨勢均是先升高后降低的;當(dāng)回火溫度為460℃時,屈強比最大,性能最佳。最終確定了彈性吊桿的最佳熱處理工藝,即在880...
【文章來源】:濟南大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
電機彈性吊掛結(jié)構(gòu)
其后裂紋擴展開始不穩(wěn)定而結(jié)束[15-16]。圖 1.2 疲勞宏觀斷口示意圖1.2.3 彈性吊桿典型的成形工藝高鐵牽引裝置彈性吊桿的具體工藝流程為:熱軋、卷耳 超聲波檢測 粗鏜孔、銑平面 熱處理 噴丸強化 精鏜孔、銑平面 磁粉檢測[17]。為了改進彈性吊桿的性能,減輕重量,提高壽命,故將彈性吊桿設(shè)計為變截面彈性吊桿。在成形中采用變值成形法來對彈性吊桿進行軋制不但可以保證彈性吊桿的精度改善其機械性能,還可以大大提高生產(chǎn)效率和減少彈性吊桿用材料而降低生產(chǎn)成本[18]。因此,利用變值成形法實現(xiàn)變截面結(jié)構(gòu)。在成形工藝過程中熱處理工藝與噴丸強化工藝對彈性吊桿的性能尤其對疲勞性能的影響最大。其中熱處理工藝本質(zhì)上就是通過改善材料的組織以可以根據(jù)工作環(huán)境實現(xiàn)相應(yīng)性能要求的工藝技術(shù)。實踐表明,材料中的化學(xué)成分是其所具有某些性能的前提條件,還必須通過熱處理技術(shù)真正實現(xiàn)材料的各種性能[19]。熱處理工藝是對工件進行加熱、保溫和冷卻以能夠改善組織提高工件綜合性能的一種熱加工工藝。對彈性吊桿首先進行淬火處理以進行馬氏體轉(zhuǎn)變,然后對其進行中溫回火,最終使彈性吊桿的各性能配合極佳。平衡了各性能間關(guān)系以大幅度提高了其抗疲勞性能。噴丸強化是比較常用的一種表面強化工藝,屬于冷加工工藝[20]。噴丸強化過程是使其工件表面發(fā)生重復(fù)塑性變形。在彈丸不斷撞擊的作用下,彈性吊桿表面不斷發(fā)生彈塑性變形,并引入了殘余壓應(yīng)力,從
彈性吊桿三維模型
【參考文獻】:
期刊論文
[1]噴丸試件表面粗糙度與殘余應(yīng)力相關(guān)性研究[J]. 邱欽宇,王建明,鄭林彬. 組合機床與自動化加工技術(shù). 2018(08)
[2]熱處理工藝對51CrV4彈簧鋼組織與性能的影響[J]. 李元元,蔡東東,程曉敏,鄒軍,趙莉芳. 材料熱處理學(xué)報. 2018(07)
[3]噴丸參數(shù)對鋼板彈簧疲勞壽命的影響[J]. 徐勁力,戴鵬,夏威. 熱加工工藝. 2018(02)
[4]汽車鋼板彈簧噴丸強化處理后應(yīng)力分析[J]. 胥洲,李潤哲,曹玉博. 汽車工藝與材料. 2017(05)
[5]34CrNiMo6鋼復(fù)合噴丸強化的有限元模擬[J]. 梁若,龐思勤,程冠華,張磊,項俊鋒,白龍,陳建軍,解麗靜. 航空制造技術(shù). 2017(10)
[6]噴丸對發(fā)動機氣門彈簧疲勞強度影響的研究[J]. 郎偉欽. 柴油機設(shè)計與制造. 2017(01)
[7]淬火溫度對60Si2CrVAT彈簧鋼組織與性能的影響[J]. 蔡紅,劉國強,王紹中,彭衛(wèi)剛,常新宇,馬京山. 金屬熱處理. 2017(02)
[8]淬火溫度對高碳中鉻鋼組織及力學(xué)性能的影響[J]. 胡益川,黃維剛. 鑄造技術(shù). 2016(05)
[9]奧氏體化溫度對60Si2CrVAT彈簧鋼晶粒尺寸和硬度的影響[J]. 常開地,尹立新,周曉偉,王萍,張瑋. 金屬熱處理. 2016(04)
[10]51CrV4彈簧鋼抗側(cè)滾扭桿軸熱處理工藝[J]. 黃昌國,付國輝,晏紅衛(wèi),彭超,張福德. 機車車輛工藝. 2016(01)
碩士論文
[1]噴丸殘余應(yīng)力及粗糙度對2024鋁合金疲勞壽命影響的仿真與實驗研究[D]. 鄭林彬.山東大學(xué) 2017
[2]噴丸對疲勞壽命影響的數(shù)值模擬研究[D]. 呂鶴婷.山東大學(xué) 2016
[3]熱軋與熱處理工藝對51CrV4鋸片用鋼組織與性能的影響[D]. 楊俊偉.華中科技大學(xué) 2015
[4]結(jié)構(gòu)鋼的變幅疲勞加載應(yīng)力幅間交互作用研究[D]. 梁凌宇.西南交通大學(xué) 2015
[5]殘余應(yīng)力場及表面完整性對TC11鈦合金和高溫合金疲勞性能的影響[D]. 嚴(yán)振.貴州大學(xué) 2015
[6]CRH3高速動車組電機吊架振動及疲勞壽命影響因素研究[D]. 張麗.北京交通大學(xué) 2015
[7]高速動車組轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵部件性能分析[D]. 袁博.大連交通大學(xué) 2012
[8]50CrV4中碳高強彈簧鋼熱處理工藝研究[D]. 胡繼東.中南大學(xué) 2012
[9]高應(yīng)力氣門彈簧疲勞可靠性方法研究[D]. 程鵬.機械科學(xué)研究總院 2012
[10]不同強度鋼噴丸殘余應(yīng)力的有限元模擬[D]. 張廣良.上海交通大學(xué) 2012
本文編號:3291078
【文章來源】:濟南大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
電機彈性吊掛結(jié)構(gòu)
其后裂紋擴展開始不穩(wěn)定而結(jié)束[15-16]。圖 1.2 疲勞宏觀斷口示意圖1.2.3 彈性吊桿典型的成形工藝高鐵牽引裝置彈性吊桿的具體工藝流程為:熱軋、卷耳 超聲波檢測 粗鏜孔、銑平面 熱處理 噴丸強化 精鏜孔、銑平面 磁粉檢測[17]。為了改進彈性吊桿的性能,減輕重量,提高壽命,故將彈性吊桿設(shè)計為變截面彈性吊桿。在成形中采用變值成形法來對彈性吊桿進行軋制不但可以保證彈性吊桿的精度改善其機械性能,還可以大大提高生產(chǎn)效率和減少彈性吊桿用材料而降低生產(chǎn)成本[18]。因此,利用變值成形法實現(xiàn)變截面結(jié)構(gòu)。在成形工藝過程中熱處理工藝與噴丸強化工藝對彈性吊桿的性能尤其對疲勞性能的影響最大。其中熱處理工藝本質(zhì)上就是通過改善材料的組織以可以根據(jù)工作環(huán)境實現(xiàn)相應(yīng)性能要求的工藝技術(shù)。實踐表明,材料中的化學(xué)成分是其所具有某些性能的前提條件,還必須通過熱處理技術(shù)真正實現(xiàn)材料的各種性能[19]。熱處理工藝是對工件進行加熱、保溫和冷卻以能夠改善組織提高工件綜合性能的一種熱加工工藝。對彈性吊桿首先進行淬火處理以進行馬氏體轉(zhuǎn)變,然后對其進行中溫回火,最終使彈性吊桿的各性能配合極佳。平衡了各性能間關(guān)系以大幅度提高了其抗疲勞性能。噴丸強化是比較常用的一種表面強化工藝,屬于冷加工工藝[20]。噴丸強化過程是使其工件表面發(fā)生重復(fù)塑性變形。在彈丸不斷撞擊的作用下,彈性吊桿表面不斷發(fā)生彈塑性變形,并引入了殘余壓應(yīng)力,從
彈性吊桿三維模型
【參考文獻】:
期刊論文
[1]噴丸試件表面粗糙度與殘余應(yīng)力相關(guān)性研究[J]. 邱欽宇,王建明,鄭林彬. 組合機床與自動化加工技術(shù). 2018(08)
[2]熱處理工藝對51CrV4彈簧鋼組織與性能的影響[J]. 李元元,蔡東東,程曉敏,鄒軍,趙莉芳. 材料熱處理學(xué)報. 2018(07)
[3]噴丸參數(shù)對鋼板彈簧疲勞壽命的影響[J]. 徐勁力,戴鵬,夏威. 熱加工工藝. 2018(02)
[4]汽車鋼板彈簧噴丸強化處理后應(yīng)力分析[J]. 胥洲,李潤哲,曹玉博. 汽車工藝與材料. 2017(05)
[5]34CrNiMo6鋼復(fù)合噴丸強化的有限元模擬[J]. 梁若,龐思勤,程冠華,張磊,項俊鋒,白龍,陳建軍,解麗靜. 航空制造技術(shù). 2017(10)
[6]噴丸對發(fā)動機氣門彈簧疲勞強度影響的研究[J]. 郎偉欽. 柴油機設(shè)計與制造. 2017(01)
[7]淬火溫度對60Si2CrVAT彈簧鋼組織與性能的影響[J]. 蔡紅,劉國強,王紹中,彭衛(wèi)剛,常新宇,馬京山. 金屬熱處理. 2017(02)
[8]淬火溫度對高碳中鉻鋼組織及力學(xué)性能的影響[J]. 胡益川,黃維剛. 鑄造技術(shù). 2016(05)
[9]奧氏體化溫度對60Si2CrVAT彈簧鋼晶粒尺寸和硬度的影響[J]. 常開地,尹立新,周曉偉,王萍,張瑋. 金屬熱處理. 2016(04)
[10]51CrV4彈簧鋼抗側(cè)滾扭桿軸熱處理工藝[J]. 黃昌國,付國輝,晏紅衛(wèi),彭超,張福德. 機車車輛工藝. 2016(01)
碩士論文
[1]噴丸殘余應(yīng)力及粗糙度對2024鋁合金疲勞壽命影響的仿真與實驗研究[D]. 鄭林彬.山東大學(xué) 2017
[2]噴丸對疲勞壽命影響的數(shù)值模擬研究[D]. 呂鶴婷.山東大學(xué) 2016
[3]熱軋與熱處理工藝對51CrV4鋸片用鋼組織與性能的影響[D]. 楊俊偉.華中科技大學(xué) 2015
[4]結(jié)構(gòu)鋼的變幅疲勞加載應(yīng)力幅間交互作用研究[D]. 梁凌宇.西南交通大學(xué) 2015
[5]殘余應(yīng)力場及表面完整性對TC11鈦合金和高溫合金疲勞性能的影響[D]. 嚴(yán)振.貴州大學(xué) 2015
[6]CRH3高速動車組電機吊架振動及疲勞壽命影響因素研究[D]. 張麗.北京交通大學(xué) 2015
[7]高速動車組轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵部件性能分析[D]. 袁博.大連交通大學(xué) 2012
[8]50CrV4中碳高強彈簧鋼熱處理工藝研究[D]. 胡繼東.中南大學(xué) 2012
[9]高應(yīng)力氣門彈簧疲勞可靠性方法研究[D]. 程鵬.機械科學(xué)研究總院 2012
[10]不同強度鋼噴丸殘余應(yīng)力的有限元模擬[D]. 張廣良.上海交通大學(xué) 2012
本文編號:3291078
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