自潤滑關(guān)節(jié)軸承是廣泛應(yīng)用于各類飛行器活動連接的關(guān)鍵零件,翻邊與固定是關(guān)節(jié)軸承工程應(yīng)用的核心工藝,是保證關(guān)節(jié)軸承服役性能的關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)翻邊固定工藝對關(guān)節(jié)軸承無載起動力矩影響較大,且容易劃傷加工表面,影響關(guān)節(jié)軸承服役可靠性。本文針對傳統(tǒng)翻邊固定工藝的不足提出了一種超聲振動輔助翻邊固定工藝,并進行了相關(guān)工藝基礎(chǔ)研究。在加工機理研究方面,研究了超聲振動對外圈材料塑性變形行為的影響。從高應(yīng)變率下材料的動態(tài)力學(xué)特性和超聲振動條件下材料的本構(gòu)關(guān)系兩方面,結(jié)合外圈材料的超聲振動滾壓試驗,揭示了有無超聲振動、超聲振動幅值和滾壓載荷對外圈材料塑性變形量、加工表面摩擦條件、塑性形變層深度的影響,獲得了超聲振動條件下外圈材料的本構(gòu)關(guān)系。下壓力是翻邊固定工藝最重要的工藝參數(shù),因此,本文對下壓力進行了詳細的研究,建立并驗證了下壓力的解析模型;基于下壓力的解析模型,分析了施加超聲振動后影響下壓力的主要因素;并結(jié)合有限元數(shù)值模擬方法,優(yōu)化了翻邊固定工藝的關(guān)鍵工藝參數(shù)。為了從材料層面揭示超聲振動對外圈材料的作用機理,本文利用掃描電子顯微鏡和XRD分析技術(shù)對超聲振動滾壓后外圈材料表面微觀組織結(jié)構(gòu)進行觀察和分析;檢測超聲... 

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 航空自潤滑關(guān)節(jié)軸承安裝與固定技術(shù)
        1.2.1 自潤滑關(guān)節(jié)軸承安裝工藝
        1.2.2 自潤滑關(guān)節(jié)軸承固定工藝
        1.2.3 自潤滑關(guān)節(jié)軸承翻邊固定工藝裝備
        1.2.4 自潤滑關(guān)節(jié)軸承翻邊固定質(zhì)量評價
    1.3 金屬超聲振動塑性加工技術(shù)
        1.3.1 超聲振動塑性加工技術(shù)特點及工程應(yīng)用
        1.3.2 超聲振動塑性加工技術(shù)的發(fā)展趨勢
    1.4 航空自潤滑關(guān)節(jié)軸承翻邊固定工藝亟待解決的問題
    1.5 研究思路及研究內(nèi)容
第2章 超聲振動對外圈材料塑性變形行為的影響研究
    2.1 高應(yīng)變率下的動態(tài)變形理論
        2.1.1 材料性能的應(yīng)變率相關(guān)性
        2.1.2 高應(yīng)變率下材料硬化效應(yīng)
        2.1.3 高應(yīng)變率下材料軟化效應(yīng)
        2.1.4 位錯振動模型及高應(yīng)變率下位錯運動
    2.2 超聲振動塑性加工理論
        2.2.1 表面效應(yīng)
        2.2.2 體積效應(yīng)
    2.3 超聲振動條件下外圈材料塑性變形的試驗研究
        2.3.1 試驗?zāi)康?br>        2.3.2 試驗方案設(shè)計
        2.3.3 超聲振動對外圈材料塑性變形量影響
        2.3.4 超聲振動對外圈材料塑性形變層影響
        2.3.5 結(jié)合超聲振動加工機理及高應(yīng)變率下動態(tài)力學(xué)的試驗結(jié)果分析
    2.4 超聲振動條件下外圈材料本構(gòu)關(guān)系試驗研究
        2.4.1 試驗方案
        2.4.2 外圈材料壓縮試驗結(jié)果
        2.4.3 超聲振動對外圈材料本構(gòu)關(guān)系影響理論分析
    2.5 基于塑性變形行為的超聲振動輔助翻邊固定工藝分析
    2.6 小結(jié)
第3章 超聲振動對翻邊固定下壓力的影響研究
    3.1 翻邊固定下壓力
    3.2 下壓力解析模型
        3.2.1 基本假設(shè)及計算方法
        3.2.2 翻邊過程金屬流動
        3.2.3 單位平均應(yīng)力
        3.2.4 接觸區(qū)域水平投影面積
    3.3 結(jié)合數(shù)值模擬及工藝試驗的下壓力解析模型驗證
        3.3.1 翻邊固定工藝有限元模型
        3.3.2 翻邊固定工藝試驗
        3.3.3 下壓力解析模型驗證
    3.4 超聲振動輔助翻邊固定下壓力分析
        3.4.1 超聲振動輔助翻邊固定工藝的靜態(tài)下壓力計算
        3.4.2 基于下壓力的超聲振動輔助翻邊固定工藝分析
    3.5 關(guān)鍵工藝參數(shù)優(yōu)化
        3.5.1 進給距離
        3.5.2 工作角度、進給速度和摩擦系數(shù)
    3.6 本章小結(jié)
第4章 超聲振動輔助翻邊表面質(zhì)量及服役性能研究
    4.1 外圈材料超聲振動滾壓試驗
    4.2 超聲滾壓后外圈材料表層微觀組織
        4.2.1 超聲滾壓的金屬細化機制
        4.2.2 超聲滾壓后17-4PH材料表層微觀組織觀察
        4.2.3 超聲滾壓后17-4PH材料表層XRD分析
    4.3 超聲滾壓后外圈材料表面質(zhì)量
        4.3.1 超聲滾壓后17-4PH材料表面形貌
        4.3.2 超聲滾壓后17-4PH材料表面硬度
        4.3.3 超聲滾壓后17-4PH材料殘余應(yīng)力
    4.4 超聲滾壓后外圈材料抗腐蝕及抗疲勞性能
        4.4.1 超聲滾壓后外圈材料的抗腐蝕性能
        4.4.2 超聲滾壓后外圈材料的抗疲勞性能分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 超聲振動輔助翻邊固定工藝試驗研究
    5.1 超聲振動輔助翻邊固定工藝
    5.2 超聲振動輔助翻邊固定工具設(shè)計原理及關(guān)鍵技術(shù)
        5.2.1 超聲波界面?zhèn)鬟f特性
        5.2.2 超聲振動輔助翻邊固定工藝負載阻抗分析
        5.2.3 翻邊固定工具實現(xiàn)純力阻抗負載的關(guān)鍵技術(shù)
        5.2.4 超聲振動輔助翻邊固定工藝裝置總成
    5.3 AS14101-6自潤滑關(guān)節(jié)軸承超聲振動輔助翻邊固定工藝試驗
        5.3.1 試驗?zāi)康?br>        5.3.2 試驗設(shè)計
        5.3.3 試驗件及試驗裝備
        5.3.4 試驗檢測項目及試驗步驟
    5.4 關(guān)節(jié)軸承超聲振動翻邊固定質(zhì)量評價
        5.4.1 軸承外圈翻邊表面加工質(zhì)量
        5.4.2 軸承外圈翻邊下壓力
        5.4.3 軸承翻邊固定后無載起動力矩
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]鎂合金超聲振動單點漸進成形表面效應(yīng)的研究[J]. 許婷婷,蘇春建,張克,張珂,張釗.  機械工程與自動化. 2017(05)
[2]超聲滾壓加工6163鋁合金的表面粗糙度研究[J]. 姚成霖,童景琳,焦鋒,封志彬.  工具技術(shù). 2017(08)
[3]表面超聲滾壓工藝參數(shù)對Inconel718疲勞壽命的影響[J]. 何婧,趙飛,王稼林,葉帥.  熱加工工藝. 2017(10)
[4]金屬外圓表面超聲振動滾壓加工技術(shù)的研究[J]. 朱林,潘德術(shù).  機床與液壓. 2017(02)
[5]高能電脈沖-超聲滾壓耦合技術(shù)對淬火態(tài)GCr15鋼表面強化研究[J]. 張碩,徐梓真,張冰,宋國林,韓彬,唐國翌.  材料導(dǎo)報. 2017(02)
[6]鎂合金板材超聲激勵軟模拉深（英文）[J]. 曹秒艷,李建超,苑亞寧,趙長財.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(01)
[7]超聲表面滾壓處理鋁合金鉆桿的高溫摩擦學(xué)性能[J]. 梁健,岳文,孫建華,侯斌斌,尹浩,劉俊秀.  中國表面工程. 2016(05)
[8]硬度對H13熱作模具鋼熱疲勞性能的影響[J]. 許書洋,左鵬鵬,吳曉春.  金屬熱處理. 2016(08)
[9]超聲振動輔助成形本構(gòu)模型[J]. 王家鵬,趙震,莊新村,柏楊.  塑性工程學(xué)報. 2015(06)
[10]表面超聲滾壓處理對高速列車車軸鋼疲勞性能的影響[J]. 任學(xué)沖,陳利欽,劉鑫貴,項彬,林國標.  材料工程. 2015(12)

博士論文
[1]超聲波輔助大塑性變形細化材料晶粒研究[D]. 劉艷雄.武漢理工大學(xué) 2012
[2]金屬表面超聲滾壓加工理論及表層力學(xué)性能研究[D]. 劉宇.天津大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于超聲振動輔助的鈦合金鉚釘鉚接技術(shù)研究[D]. 黃志祥.南京航空航天大學(xué) 2016
[2]大功率超聲波電源及應(yīng)用研究[D]. 羅杰.華南理工大學(xué) 2015



本文編號：3657575