為了改善鑄鐵材料的抗熱疲勞性能,本文通過探索典型生物體的耦合抗疲勞、開裂機制,提出了面向機械零部件的仿生耦合抗熱疲勞模型,采用激光表面處理技術(shù)在鑄鐵母體表層制備仿生耦合單元體,考察單元體形態(tài)與母材耦元對仿生耦合試樣抗熱疲勞性能的影響規(guī)律,探討了相關(guān)過程的科學(xué)問題,同時試圖通過改進(jìn)單元體制備技術(shù)、優(yōu)化相關(guān)參數(shù),進(jìn)一步提高仿生耦合試樣的抗熱疲勞性能。另外,試制了4種仿生耦合制動轂并開展了裝車試驗。 研究發(fā)現(xiàn),仿生耦合單元體不但具有優(yōu)良的抗熱疲勞裂紋萌生能力,而且能夠有效抵抗裂紋擴展,仿生耦合試樣的抗熱疲勞性能高于未處理試樣。同比條件下,具有網(wǎng)格形單元體的試樣抗熱疲勞性能最佳,單元體適度高密度分布使試樣熱疲勞抗力增強,當(dāng)單元體與裂紋擴展方向垂直排布時阻滯裂紋的效果最顯著。對不同含碳量、不同石墨形態(tài)的鑄鐵材料激光仿生耦合處理均可提高其抗熱疲勞性能,當(dāng)石墨呈片狀時,熱疲勞抗力提高比最大且隨母材含碳量增加逐漸增大。通過優(yōu)化激光加工參數(shù)顯著增大了單元體橫截面積,預(yù)熱250°C能夠避免單元體出現(xiàn)孔洞和加工裂紋,采用500°C中溫退火消除了單元體表層92%殘余拉應(yīng)力。通過激光合金化、激光熔敷技術(shù)強化單元體有利于進(jìn)一步提高仿生耦合試樣的抗熱疲勞性能。裝車試驗結(jié)果表明,仿生耦合制動轂的使用壽命比未處理制動轂至少提高一倍。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TG143

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 叢大龍;熱作模具激光仿生耦合修復(fù)研究、生產(chǎn)試驗及設(shè)備制造[D];吉林大學(xué);2014年

2 孟超;材料、形狀耦元、熱循環(huán)溫度對熱作模具熱疲勞性能的影響[D];吉林大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 程景艷;改善激光水介質(zhì)處理仿生單元體抗熱疲勞性能的研究[D];吉林大學(xué);2010年

2 楊春艷;激光仿生處理蠕墨鑄鐵的抗熱疲勞性及其對磨損性的影響[D];吉林大學(xué);2012年

3 李瑞峰;仿生耦合鉆桿接頭及仿生耐磨帶的試驗研究[D];吉林大學(xué);2013年

4 張春艷;液動沖擊錘活塞缸套仿生耐沖蝕磨損研究[D];吉林大學(xué);2013年

5 荊政軍;激光熔覆WC對蠕鐵熱疲勞后耐磨性的影響[D];吉林大學(xué);2013年

6 李騰跡;激光仿生非光滑表面球墨鑄鐵材料摩擦磨損性能的研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2013年

7 謝國峰;形態(tài)耦元及特征量對灰鑄鐵干磨損性能的影響[D];吉林大學(xué);2014年

8 王明明;核電站管道熱疲勞試驗方法及壽命預(yù)測模型研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2014年

本文編號：2821975