發(fā)布時間：2017-08-21 14:19

  本文關(guān)鍵詞：儀器化硬度測定受壓結(jié)合面力學(xué)性能研究

  更多相關(guān)文章： 結(jié)合面 儀器化硬度 循環(huán)載荷 粗糙度

【摘要】：機械結(jié)合面普遍存在于各個機械零件中。結(jié)合面的存在對機械結(jié)構(gòu)的整體特性影響很大,因此在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,探究找到一種準(zhǔn)確評價結(jié)合面力學(xué)性能的方法,不僅是重要的學(xué)術(shù)技術(shù)問題,而且具有廣闊緊迫的現(xiàn)實應(yīng)用價值。傳統(tǒng)的實驗方法往往受到許多限制,無法精確測試材料的力學(xué)性能。近年來發(fā)展起來的儀器化壓痕硬度實驗法可以表征材料從納米到微米深度的力學(xué)性能,而且具有方便、迅速、準(zhǔn)確、直觀、無損的優(yōu)點,它可以廣泛地應(yīng)用在材料殘余應(yīng)力、硬度等性能的測量上。本文旨在運用循環(huán)壓縮和剝層儀器化壓痕硬度的實驗方法,評價循環(huán)載荷前后帶有粗糙度的結(jié)合面發(fā)生的塑性行為和變化,并分析45#鋼受壓前后加工應(yīng)力層的變化和塑性變形區(qū)的產(chǎn)生,為工程應(yīng)用提供理論及實驗依據(jù)。本文研究了不同表面粗糙度的平面結(jié)合面在循環(huán)壓縮載荷作用下的靜態(tài)特性,并基于儀器化壓痕法采用剝層方式研究了壓縮前后結(jié)合面的最大痕深度hmax和塑性功Wp的變化,論文主要工作和成果為:(1)通過對不同粗糙度45#鋼試樣連接體進行彈性范圍內(nèi)的循環(huán)壓縮,材料粗糙度減小,結(jié)合面上發(fā)生了塑性變形的行為。結(jié)合面模型的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)呈非線性關(guān)系,且表面粗糙度等級越大,非線性程度越大。同時,結(jié)合面的連接體的剛度會隨著結(jié)合面粗糙度的增加而減小。(2)通過剝層法測量壓縮前后45#鋼儀器化硬度得到了各層深載荷—位移曲線,并提取了曲線中最大壓痕深度hmax。經(jīng)過對壓痕最大深度hmax的增量的分析,結(jié)論如下:循環(huán)載荷增大了結(jié)合面表層的壓應(yīng)力,且結(jié)合面的表面粗糙度越大,其壓應(yīng)力增量也越大。(3)根據(jù)對儀器化硬度試驗中塑性功Wp沿層深的變化規(guī)律分析,得出結(jié)合面微凸體的接觸會產(chǎn)生不均勻應(yīng)力分布,使得結(jié)合面的粗糙表層下形成塑性區(qū),且結(jié)合面的表面粗糙度越大,塑性變形區(qū)越大。
【關(guān)鍵詞】：結(jié)合面 儀器化硬度 循環(huán)載荷 粗糙度
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG115.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 壓痕法研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 通過儀器化壓痕實驗評定材料力學(xué)性能的研究現(xiàn)狀11
• 1.2.3 機械結(jié)合面的研究11-12
• 1.2.4 粗糙接觸表面的研究12-15
• 1.3 研究內(nèi)容15
• 1.4 研究思路15
• 1.5 論文的難點15-16
• 1.6 本文結(jié)構(gòu)16-17
• 第2章 循環(huán)載荷對結(jié)合面的影響17-33
• 2.1 實驗設(shè)計17-22
• 2.1.1 循環(huán)加載試驗試樣形式17-18
• 2.1.2 循環(huán)壓縮研究方案18-19
• 2.1.3 粗糙度測量研究方案19-21
• 2.1.4 評價方法21-22
• 2.2 實驗結(jié)果22-24
• 2.2.1 循環(huán)壓縮曲線22-23
• 2.2.2 壓縮前后表面粗糙度變化23-24
• 2.3 分析討論24-31
• 2.3.1 循環(huán)壓縮曲線分析24-25
• 2.3.2 連接體剛度的計算25-30
• 2.3.3 粗糙度變化規(guī)律30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第3章 受壓結(jié)合面加工應(yīng)力層的變化33-51
• 3.1 儀器化壓痕硬度實驗設(shè)計33-39
• 3.1.1 赫茲接觸理論簡介33-36
• 3.1.2 載荷-位移曲線測量硬度的方法36-37
• 3.1.3 試樣形式和參數(shù)37
• 3.1.4 實驗方案設(shè)計及評價方法37-39
• 3.2 實驗結(jié)果39-43
• 3.2.1 Ra=3.2 組最大壓痕深度實驗結(jié)果39-40
• 3.2.2 Ra=1.6 組最大壓痕深度實驗結(jié)果40-41
• 3.2.3 Ra=0.8 組最大壓痕深度實驗結(jié)果41-42
• 3.2.4 Ra=0.2 組最大壓痕深度實驗結(jié)果42-43
• 3.3 受壓前后應(yīng)力層分析43-48
• 3.3.1 壓痕最大深度曲線43-46
• 3.3.2 壓痕最大深度分布規(guī)律分析46-47
• 3.3.3 壓痕最大深度增量 Δh47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-51
• 第4章 受壓結(jié)合面塑性變形區(qū)的分析51-63
• 4.1 塑性變形區(qū)評定方案51-53
• 4.1.1 壓痕功法測量硬度原理51-52
• 4.1.2 評價方法52-53
• 4.2 實驗結(jié)果53-57
• 4.2.1 Ra=3.2 組塑性功實驗結(jié)果53-54
• 4.2.2 Ra=1.6 組塑性功實驗結(jié)果54-55
• 4.2.3 Ra=0.8 組塑性功實驗結(jié)果55-56
• 4.2.4 Ra=0.2 組塑性功實驗結(jié)果56-57
• 4.3 受壓前后塑性變形區(qū)分析57-61
• 4.3.1 壓痕塑性功曲線57-60
• 4.3.2 壓縮前后壓痕塑性功分布規(guī)律分析60-61
• 4.4 本章小結(jié)61-63
• 結(jié)論63-65
• 參考文獻65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間獲得的學(xué)術(shù)成果69-71
• 致謝71

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本文編號：713385