發(fā)布時(shí)間：2021-05-26 11:48

　　絕大多數(shù)工程構(gòu)件不可避免的存在缺口、裂縫等橫截面突變的情況,這種情況在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)在局部造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中,從而在交變載荷作用下容易斷裂失效。為了研究這類工程上遇到的實(shí)際問題,往往采用帶缺口小試樣來探究循環(huán)載荷對構(gòu)件安全性能的影響。本文以齒輪常用的材料中碳合金調(diào)質(zhì)40Cr鋼為研究對象,利用噴丸強(qiáng)化處理技術(shù)改善缺口部位的表面完整性,通過綜合對比分析了不同噴丸強(qiáng)度及覆蓋率參數(shù)下材料的顯微硬度、微觀組織、表面形貌、殘余應(yīng)力、疲勞極限以及疲勞斷口形貌變化情況,系統(tǒng)研究了噴丸處理對40Cr鋼表面完整性和疲勞性能的影響。同時(shí)在已有的帶缺口構(gòu)件局部疲勞強(qiáng)度預(yù)測方法的基礎(chǔ)上,對噴丸強(qiáng)化處理后缺口構(gòu)件的局部疲勞強(qiáng)度預(yù)測做了深入探究。以試驗(yàn)、理論和模擬相結(jié)合的方法,通過綜合考慮應(yīng)力梯度、殘余應(yīng)力、加工硬化和表面粗糙度的影響,對噴丸處理過的40Cr鋼缺口試樣進(jìn)行了局部疲勞強(qiáng)度的預(yù)測評(píng)估。試驗(yàn)研究表明,調(diào)質(zhì)40Cr鋼經(jīng)過噴丸處理后在試樣表面形成了一定深度的塑性變形層和較高數(shù)值的殘余壓縮應(yīng)力。隨著噴丸強(qiáng)度的增大,材料表面顯微硬度明顯增加。通過觀察表面三維形貌發(fā)現(xiàn),隨噴丸強(qiáng)度的增大表面粗糙度逐漸增大;提高噴丸覆蓋... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景和意義
    1.2 疲勞性能研究概述
        1.2.1 疲勞的分類及特點(diǎn)
        1.2.2 疲勞性能的影響因素
        1.2.3 疲勞失效特征
        1.2.4 提高材料疲勞性能的措施
    1.3 疲勞壽命預(yù)測研究簡介
        1.3.1 疲勞壽命預(yù)測研究進(jìn)展
        1.3.2 S-N曲線法
        1.3.3 等效應(yīng)力法
        1.3.4 場強(qiáng)能量法
    1.4 噴丸強(qiáng)化研究現(xiàn)狀
        1.4.1 噴丸技術(shù)發(fā)展
        1.4.2 噴丸強(qiáng)化工藝
        1.4.3 噴丸強(qiáng)化機(jī)制
        1.4.4 噴丸對疲勞壽命的影響
    1.5 本課題的研究內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料、方法及設(shè)備
    2.1 試驗(yàn)材料
    2.2 試驗(yàn)方法及設(shè)備
        2.2.1 噴丸處理試驗(yàn)
        2.2.2 拉伸疲勞試驗(yàn)
        2.2.3 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)
    2.3 性能測試方法
        2.3.1 微觀組織分析方法
        2.3.2 顯微硬度分析方法
        2.3.3 殘余應(yīng)力分析
        2.3.4 X射線衍射分析方法
        2.3.5 表面三維形貌及粗糙度分析
        2.3.6 疲勞斷口形貌分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 噴丸強(qiáng)化對40Cr鋼表面完整性的影響
    3.1 噴丸強(qiáng)度參數(shù)對表面完整性的影響
        3.1.1 顯微硬度分析
        3.1.2 顯微組織分析
        3.1.3 X射線衍射分析
        3.1.4 表面形貌分析
        3.1.5 殘余應(yīng)力分析
    3.2 噴丸覆蓋率參數(shù)對表面完整性的影響
        3.2.1 顯微硬度分析
        3.2.2 顯微組織分析
        3.2.3 X射線衍射分析
        3.2.4 表面形貌分析
        3.2.5 殘余應(yīng)力分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 40Cr鋼缺口構(gòu)件噴丸處理前后的疲勞斷裂機(jī)制
    4.1 疲勞試驗(yàn)結(jié)果分析
        4.1.1 升降法測定疲勞極限
        4.1.2 不同噴丸強(qiáng)度下的疲勞試驗(yàn)結(jié)果
        4.1.3 不同噴丸覆蓋率下的疲勞試驗(yàn)結(jié)果
    4.2 疲勞斷裂機(jī)制分析
        4.2.1 疲勞斷口宏觀分析
        4.2.2 疲勞斷口微觀分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 噴丸處理后40Cr鋼缺口構(gòu)件壽命預(yù)測
    5.1 考慮相對應(yīng)力梯度的疲勞強(qiáng)度預(yù)測模型
        5.1.1 應(yīng)力梯度效應(yīng)
        5.1.2 相對應(yīng)力梯度法
    5.2 未噴丸缺口試樣局部疲勞強(qiáng)度評(píng)估
        5.2.1 相對應(yīng)力梯度的有限元模擬
        5.2.2 局部疲勞強(qiáng)度評(píng)估
    5.3 噴丸缺口試樣局部疲勞強(qiáng)度評(píng)估
        5.3.1 表面粗糙度影響因子
        5.3.2 加工硬化影響因子
        5.3.3 殘余應(yīng)力的影響
        5.3.4 局部疲勞強(qiáng)度評(píng)估
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡介及攻讀碩士階段發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超聲沖擊處理冷軋鋼板縫焊接頭的疲勞性能[J]. 岑耀東,陳芙蓉.  焊接學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]典型缺口件疲勞壽命分析方法[J]. 張成成,姚衛(wèi)星.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2013(06)
[3]噴丸表面覆蓋率對TC4鈦合金表面完整性的影響[J]. 王欣,李四清,孟震威,湯智慧.  航空材料學(xué)報(bào). 2013(03)
[4]單多軸變幅加載下TC21鈦合金疲勞特性[J]. 田玉杰,尚德廣,陳宏,劉建中.  航空材料學(xué)報(bào). 2013(02)
[5]多軸塊載加載下疲勞損傷累積方法研究[J]. 徐姣,尚德廣,陳宏.  機(jī)械強(qiáng)度. 2012(06)
[6]多軸變幅加載下GH4169合金疲勞壽命預(yù)測[J]. 徐姣,尚德廣,孫國芹,陳宏,劉恩濤.  北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(10)
[7]基于等效應(yīng)變的輪盤低循環(huán)疲勞壽命預(yù)測[J]. 楊俊,謝壽生,祁圣英,董紅聯(lián).  空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(06)
[8]噴丸強(qiáng)化對TC4鈦合金組織結(jié)構(gòu)的影響[J]. 高玉魁.  稀有金屬材料與工程. 2010(09)
[9]疲勞斷裂失效分析與表面強(qiáng)化預(yù)防[J]. 高玉魁.  金屬加工(熱加工). 2008(17)
[10]電火花表面強(qiáng)化與噴丸復(fù)合處理對Ti811合金高溫微動(dòng)疲勞性能的影響[J]. 張曉化,劉道新.  材料工程. 2006(09)

博士論文
[1]等離子體基低能氮離子注入AISI 304L奧氏體不銹鋼腐蝕及腐蝕—疲勞性能研究[D]. 王克勝.大連理工大學(xué) 2016
[2]大型結(jié)構(gòu)件的疲勞壽命預(yù)測方法研究[D]. 黃寧.中南大學(xué) 2013

碩士論文
[1]TC4鈦合金噴丸強(qiáng)化組織與性能研究[D]. 田唐永.大連理工大學(xué) 2012
[2]超聲表面納米化對低合金鋼摩擦磨損性能研究[D]. 王偉.中國石油大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3206329