本文關(guān)鍵詞：高強(qiáng)度鋼加工表面殘余應(yīng)力及其對(duì)疲勞壽命的影響

  更多相關(guān)文章： Cr12MoV 車削 磨削 殘余應(yīng)力 疲勞

【摘要】：工件的疲勞壽命是表面性能中最重要的指標(biāo)之一,而殘余應(yīng)力作為表面性能與加工工藝的橋梁起著舉足輕重的作用。本文深入研究高強(qiáng)度鋼在不同工藝下工件表面殘余應(yīng)力離散度與沿著深度曲線分布及其對(duì)疲勞壽命的影響。本文以淬火的Cr12MoV為實(shí)驗(yàn)材料,首先對(duì)選取的棒料進(jìn)行不同切削條件下的單因素實(shí)驗(yàn)、刀具幾何參數(shù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)以及不同速度下的磨削實(shí)驗(yàn),利用i XRD儀器進(jìn)行表面三點(diǎn)殘余應(yīng)力測(cè)試與沿著深度分布曲線測(cè)試,基于統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)三點(diǎn)殘余應(yīng)力進(jìn)行離散度計(jì)算,分析不同工藝參數(shù)對(duì)殘余應(yīng)力離散度的影響;繪制深度方向殘余應(yīng)力分布曲線,分析不同工藝參數(shù)下曲線特征。其次,為了研究殘余應(yīng)力對(duì)疲勞壽命影響,通過(guò)ANSYS模擬旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞實(shí)驗(yàn)下的試件受力狀態(tài),并提取試件所承受的平均應(yīng)力非零的交變載荷;建立疲勞理論模型分析殘余應(yīng)力離散度對(duì)疲勞壽命的影響。選用與殘余應(yīng)力對(duì)應(yīng)參數(shù)下的疲勞試件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞實(shí)驗(yàn),建立殘余應(yīng)力離散度、壓應(yīng)力曲線與疲勞壽命的三維圖,整體分析殘余應(yīng)力對(duì)疲勞壽命影響。同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)后的試件進(jìn)行斷口分析與影響規(guī)律研究。最后通過(guò)理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果全面對(duì)比車削加工與磨削加工下的表面粗糙度、表面殘余應(yīng)力離散度、殘余應(yīng)力分布曲線、疲勞特性、加工效率、加工穩(wěn)定性與加工柔性七個(gè)指標(biāo)。通過(guò)整體指標(biāo)觀察,為實(shí)際工況下的車削與磨削工藝選擇提出理論支持。本文采用實(shí)驗(yàn)、力學(xué)仿真與理論相結(jié)合的方法全面的研究不同的車削與磨削條件下殘余應(yīng)力縱向分布與橫向離散度波動(dòng)狀態(tài),并且分析其對(duì)疲勞壽命的影響,這為今后實(shí)際工況下基于最佳表面性能下的工藝參數(shù)優(yōu)化與工藝選擇提供技術(shù)支持。
【關(guān)鍵詞】：Cr12MoV 車削 磨削 殘余應(yīng)力 疲勞
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG506.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 研究的目的和意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 機(jī)械加工殘余應(yīng)力研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 金屬疲勞研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.3 硬車與磨削加工機(jī)理研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 課題來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第2章 加工表面殘余應(yīng)力試驗(yàn)設(shè)計(jì)19-30
• 2.1 材料選取與介紹19-20
• 2.2 車削試驗(yàn)20-24
• 2.2.1 刀具磨損實(shí)驗(yàn)20-22
• 2.2.2 切削參數(shù)單因素實(shí)驗(yàn)22-23
• 2.2.3 刀具幾何參數(shù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)23-24
• 2.3 磨削實(shí)驗(yàn)24-26
• 2.4 試件殘余應(yīng)力測(cè)試26-29
• 2.4.1 X射線殘余應(yīng)力離散性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)試28
• 2.4.2 X射線殘余應(yīng)力深度分布曲線影響實(shí)驗(yàn)28-29
• 2.5 本章總結(jié)29-30
• 第3章 加工表面殘余應(yīng)力影響因素分析30-49
• 3.1 殘余應(yīng)力離散度影響因素分析30-44
• 3.1.1 殘余應(yīng)力離散度數(shù)據(jù)處理31-36
• 3.1.2 車削殘余應(yīng)力離散度影響因素分析36-42
• 3.1.3 磨削殘余應(yīng)力離散度分析42-44
• 3.2 殘余應(yīng)力深度分布曲線影響因素分析44-48
• 3.2.1 切削速度對(duì)表面殘余應(yīng)力的影響44-45
• 3.2.2 刀具磨損對(duì)殘余應(yīng)力分布的影響45-46
• 3.2.3 刀尖圓弧半徑對(duì)殘余應(yīng)力的影響46
• 3.2.4 不同倒棱殘余應(yīng)力分布曲線對(duì)比46-47
• 3.2.5 磨削工件表層殘余應(yīng)力曲線分析47-48
• 3.3 本章小結(jié)48-49
• 第4章 已加工表面殘余應(yīng)力對(duì)疲勞特性的影響49-65
• 4.1 基于ANSYS旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試件力學(xué)分析49-51
• 4.2 基于斷裂力學(xué)殘余應(yīng)力對(duì)疲勞的影響理論研究51-54
• 4.3 實(shí)驗(yàn)分析殘余應(yīng)力對(duì)疲勞壽命影響54-59
• 4.3.1 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試件制備54-55
• 4.3.2 疲勞實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)55-56
• 4.3.3 殘余應(yīng)力對(duì)疲勞壽命的影響56-59
• 4.4 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞斷口分析59-64
• 4.4.1 裂紋萌生擴(kuò)展機(jī)理59-60
• 4.4.2 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞斷口裂紋特征分析60-63
• 4.4.3 殘余應(yīng)力對(duì)斷口裂紋的影響63-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 第5章 硬態(tài)車削與磨削綜合評(píng)價(jià)65-77
• 5.1 硬車與磨削表面粗糙度對(duì)比65-69
• 5.1.1 車削表面粗糙度理論模型65-66
• 5.1.2 磨削表面粗糙度形成機(jī)理66-67
• 5.1.3 表面粗糙度實(shí)驗(yàn)測(cè)試67-68
• 5.1.4 車削磨削表面粗糙度對(duì)比68-69
• 5.2 加工表層殘余應(yīng)力對(duì)比69-71
• 5.2.1 殘余應(yīng)力離散性對(duì)比69-70
• 5.2.2 殘余應(yīng)力分布曲線對(duì)比70-71
• 5.3 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞性能對(duì)比71-72
• 5.3.1 加工后斷口對(duì)比71
• 5.3.2 疲勞壽命對(duì)比71-72
• 5.4 其他評(píng)價(jià)指標(biāo)72-75
• 5.4.1 加工穩(wěn)定性72-74
• 5.4.2 加工效率74
• 5.4.3 加工柔性74-75
• 5.5 車削磨削的綜合評(píng)價(jià)75
• 5.6 本章小結(jié)75-77
• 結(jié)論77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與專利83-84
• 致謝84

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