G20CrNi2MoA軸承合金鋼的循環(huán)變形及疲勞失效行為研究
發(fā)布時間:2021-08-23 17:49
軸承在高速重載運行工況下,過載情況時有發(fā)生,該情況下的非對稱循環(huán)應(yīng)力會導(dǎo)致滾動接觸區(qū)局部塑性變形累積,產(chǎn)生棘輪效應(yīng)從而導(dǎo)致軸承過早地疲勞失效。因此,軸承材料在過載工況下的失效行為是值得關(guān)注的問題。目前,針對軸承鋼材料的循環(huán)變形及疲勞失效行為研究還不夠充分,其過載工況下的失效行為進(jìn)行分析仍有待完善。因此,有必要以高速列車軸承的主要材料軸承合金鋼G20Cr Ni2Mo A為研究對象,研究該材料在軸向,扭向和非比例多軸加載路徑下的棘輪行為演化規(guī)律,并構(gòu)建合理的多軸循環(huán)本構(gòu)模型描述其變形響應(yīng);同時開展該材料的低周疲勞行為研究,預(yù)測其不同工況下的疲勞壽命。本文針對G20Cr Ni2Mo A軸承合金鋼研究工作如下:(1)開展了單軸及多種非比例多軸應(yīng)力加載循環(huán)實驗,研究了各工況下材料的棘輪演化行為,歸納了平均應(yīng)力、峰值應(yīng)力及非比例加載路徑對材料峰谷值應(yīng)變的影響。同時討論了軸向和扭向的棘輪演化行為之間的差異。(2)在彈塑性本構(gòu)理論的框架下,結(jié)合各向同性強化律,以O(shè)hno-Wang II型隨動強化律作為基礎(chǔ),發(fā)展出可以用于預(yù)測G20Cr Ni2Mo A軸承合金鋼循環(huán)變形行為的本構(gòu)模型。并提出門檻應(yīng)力來修...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
MTS858-5kN電液伺服控制拉扭試驗機
第四章 軸承合金鋼的低周疲勞研究疲勞失效是各種機械構(gòu)件中常見的一種失效形式,疲勞壽命的定義是試樣發(fā)生破壞時所需要的載荷循環(huán)次數(shù)。如果材料在循環(huán)過程中承受超過屈服應(yīng)力導(dǎo)致產(chǎn)生塑性變形,其疲勞壽命會大大縮短,此時材料將發(fā)生低周疲勞在實際工程應(yīng)用中,對軸承合金鋼疲勞性能的要求越來越高,以往對軸承鋼命的研究集中在材料不同的冶煉工藝、不同的夾雜物對軸承鋼疲勞壽命的-77],循環(huán)周次以高周疲勞為主[78-80],目前與 G20CrNi2MoA 軸承合金鋼低周效行為相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)較為缺乏,為了了解該材料的低周疲勞失效行為,本承合金鋼材料進(jìn)行了應(yīng)變加載下的對稱循環(huán)實驗和應(yīng)力加載下的非對稱循,通過對材料應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)的分析,揭示材料的疲勞失效規(guī)律,并得出能夠測該材料非對稱應(yīng)力加載下低周疲勞壽命的模型。試樣的制備和實驗方法1 實驗材料及設(shè)備
電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文伸、壓縮持久、蠕變、松弛實驗以及低周疲勞和蠕變疲加載兩種方式。將標(biāo)距 25mm 的引伸計安裝在試樣的±5%,分辨率為 0.00001mm。使用 CCPS5.0b 蠕變持實驗的整個過程進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)采集,為了保證加載速,該控制系統(tǒng)每個循環(huán)可采集 50 個數(shù)據(jù)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]國內(nèi)外軸承鋼的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 李昭昆,雷建中,徐海峰,俞峰,董瀚,曹文全. 鋼鐵研究學(xué)報. 2016(03)
[2]高速列車軸承用20CrNi2Mo鋼熱變形規(guī)律[J]. 張建,李長生,李彬周,李振興,喬兵. 節(jié)能. 2016(01)
[3]GCr15鋼旋轉(zhuǎn)彎曲超長壽命疲勞性能分析[J]. 魯連濤,李偉,張繼旺,鹽澤和章,張衛(wèi)華. 金屬學(xué)報. 2009(01)
[4]多軸載荷下ZL101鋁合金的低周疲勞行為[J]. 朱正宇,何國求,丁向群,劉曉山,張衛(wèi)華. 中國有色金屬學(xué)報. 2007(06)
[5]304不銹鋼高溫非比例多軸棘輪行為實驗研究[J]. 張娟,康國政,高慶,孫亞芳. 核動力工程. 2006(05)
[6]SiCP/6061 Al合金復(fù)合材料的高溫單軸棘輪行為及其時間相關(guān)特性[J]. 康國政. 復(fù)合材料學(xué)報. 2006(02)
[7]高碳鉻軸承鋼超長壽命疲勞破壞過程的研究[J]. 魯連濤,鹽澤和章,森井佑一,西野精一. 金屬學(xué)報. 2005(10)
[8]316L鋼室溫和中溫環(huán)境下應(yīng)力控制的低周疲勞行為研究[J]. 陳凌,蔣家羚. 機械強度. 2005(01)
[9]T225NG鈦合金的單軸棘輪行為研究[J]. 蔡力勛,劉宇杰,葉裕明,邱紹宇,陳洪軍. 金屬學(xué)報. 2004(11)
[10]A3鋼單調(diào)拉伸和純扭轉(zhuǎn)力學(xué)性能實驗研究[J]. 吳國輝,鄒廣平. 應(yīng)用科技. 2004(10)
博士論文
[1]金屬材料多軸棘輪—疲勞交互作用的實驗與理論研究[D]. 劉宇杰.西南交通大學(xué) 2008
碩士論文
[1]動車組機械傳動系統(tǒng)軸承故障檢測方法研究[D]. 李歡歡.北京交通大學(xué) 2014
本文編號:3358320
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
MTS858-5kN電液伺服控制拉扭試驗機
第四章 軸承合金鋼的低周疲勞研究疲勞失效是各種機械構(gòu)件中常見的一種失效形式,疲勞壽命的定義是試樣發(fā)生破壞時所需要的載荷循環(huán)次數(shù)。如果材料在循環(huán)過程中承受超過屈服應(yīng)力導(dǎo)致產(chǎn)生塑性變形,其疲勞壽命會大大縮短,此時材料將發(fā)生低周疲勞在實際工程應(yīng)用中,對軸承合金鋼疲勞性能的要求越來越高,以往對軸承鋼命的研究集中在材料不同的冶煉工藝、不同的夾雜物對軸承鋼疲勞壽命的-77],循環(huán)周次以高周疲勞為主[78-80],目前與 G20CrNi2MoA 軸承合金鋼低周效行為相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)較為缺乏,為了了解該材料的低周疲勞失效行為,本承合金鋼材料進(jìn)行了應(yīng)變加載下的對稱循環(huán)實驗和應(yīng)力加載下的非對稱循,通過對材料應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)的分析,揭示材料的疲勞失效規(guī)律,并得出能夠測該材料非對稱應(yīng)力加載下低周疲勞壽命的模型。試樣的制備和實驗方法1 實驗材料及設(shè)備
電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文伸、壓縮持久、蠕變、松弛實驗以及低周疲勞和蠕變疲加載兩種方式。將標(biāo)距 25mm 的引伸計安裝在試樣的±5%,分辨率為 0.00001mm。使用 CCPS5.0b 蠕變持實驗的整個過程進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)采集,為了保證加載速,該控制系統(tǒng)每個循環(huán)可采集 50 個數(shù)據(jù)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]國內(nèi)外軸承鋼的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 李昭昆,雷建中,徐海峰,俞峰,董瀚,曹文全. 鋼鐵研究學(xué)報. 2016(03)
[2]高速列車軸承用20CrNi2Mo鋼熱變形規(guī)律[J]. 張建,李長生,李彬周,李振興,喬兵. 節(jié)能. 2016(01)
[3]GCr15鋼旋轉(zhuǎn)彎曲超長壽命疲勞性能分析[J]. 魯連濤,李偉,張繼旺,鹽澤和章,張衛(wèi)華. 金屬學(xué)報. 2009(01)
[4]多軸載荷下ZL101鋁合金的低周疲勞行為[J]. 朱正宇,何國求,丁向群,劉曉山,張衛(wèi)華. 中國有色金屬學(xué)報. 2007(06)
[5]304不銹鋼高溫非比例多軸棘輪行為實驗研究[J]. 張娟,康國政,高慶,孫亞芳. 核動力工程. 2006(05)
[6]SiCP/6061 Al合金復(fù)合材料的高溫單軸棘輪行為及其時間相關(guān)特性[J]. 康國政. 復(fù)合材料學(xué)報. 2006(02)
[7]高碳鉻軸承鋼超長壽命疲勞破壞過程的研究[J]. 魯連濤,鹽澤和章,森井佑一,西野精一. 金屬學(xué)報. 2005(10)
[8]316L鋼室溫和中溫環(huán)境下應(yīng)力控制的低周疲勞行為研究[J]. 陳凌,蔣家羚. 機械強度. 2005(01)
[9]T225NG鈦合金的單軸棘輪行為研究[J]. 蔡力勛,劉宇杰,葉裕明,邱紹宇,陳洪軍. 金屬學(xué)報. 2004(11)
[10]A3鋼單調(diào)拉伸和純扭轉(zhuǎn)力學(xué)性能實驗研究[J]. 吳國輝,鄒廣平. 應(yīng)用科技. 2004(10)
博士論文
[1]金屬材料多軸棘輪—疲勞交互作用的實驗與理論研究[D]. 劉宇杰.西南交通大學(xué) 2008
碩士論文
[1]動車組機械傳動系統(tǒng)軸承故障檢測方法研究[D]. 李歡歡.北京交通大學(xué) 2014
本文編號:3358320
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