本文關(guān)鍵詞：油膜軸承巴氏合金與鋼體的結(jié)合強(qiáng)度理論與試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：油膜軸承是裝在軋鋼機(jī)械裝備支承輥或工作輥上的油膜軸承組件，以其大型重載的特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于鋼鐵、礦山、冶金、電力、航空航天等系統(tǒng)的高、精、尖關(guān)鍵設(shè)備上。由于承受重載和較大的沖擊載荷，油膜軸承中最薄弱的零件是襯套巴氏合金。巴氏合金與鋼套之間的良好結(jié)合是軸承襯套得以發(fā)揮其作用的基本條件，如果兩者之間的界面結(jié)合性能不好，則在不同工況的應(yīng)用環(huán)境下很容易脫落，導(dǎo)致油膜軸承的失效損壞，直接關(guān)系到油膜軸承最終的使用性能。同時(shí)，隨著表面工程技術(shù)和納米技術(shù)的發(fā)展，油膜軸承巴氏合金與鋼體界面結(jié)合強(qiáng)度理論模型的研究對(duì)評(píng)價(jià)巴氏合金層澆鑄/噴涂質(zhì)量、優(yōu)化制備工藝和發(fā)展新結(jié)合與復(fù)合技術(shù)具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。 本文基于發(fā)明專(zhuān)利“軋機(jī)油膜軸承綜合試驗(yàn)臺(tái)”中油膜軸承機(jī)械系統(tǒng)使用工況以及發(fā)明專(zhuān)利“一種綜合油膜軸承試驗(yàn)裝置”中油膜軸承機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成，在靜載結(jié)合強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)試基礎(chǔ)上，得到了不同掛金表面接觸面類(lèi)型下界面結(jié)合強(qiáng)度研究的模型評(píng)價(jià)對(duì)照表，便于企業(yè)根據(jù)油膜軸承各系列產(chǎn)品的實(shí)際要求，選擇不同的生產(chǎn)工藝，節(jié)約成本的同時(shí)達(dá)到性能最優(yōu)化。本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 首先，通過(guò)對(duì)巴氏合金與鋼套界面結(jié)合處受力情況分析，依據(jù)厚壁圓筒理論，對(duì)襯套“過(guò)渡區(qū)”應(yīng)力合進(jìn)行了理論推導(dǎo)，得到了其函數(shù)解析式，并根據(jù)許用結(jié)合強(qiáng)度[]，求出了油膜軸承實(shí)際承載的臨界最大值Pm ax；針對(duì)圓弧結(jié)合面，基于Hertz接觸理論對(duì)界面結(jié)合處的應(yīng)力峰值進(jìn)行了推導(dǎo)，得出了峰解析式，并利用Comsol Multiphysics多物理耦合軟件，對(duì)界面應(yīng)力模型進(jìn)行了仿真分析與對(duì)比。 其次，提出了巴氏合金影響因子的計(jì)算公式，通過(guò)對(duì)不同巴氏合金比重下復(fù)合材料的彈性模量試驗(yàn)測(cè)試，利用數(shù)據(jù)擬合逼近的思想，得到了復(fù)合材料彈性模量、巴氏合金影響因子關(guān)于巴氏合金比重的數(shù)學(xué)表達(dá)式，對(duì)比分析得出的結(jié)論，，可為油膜軸承巴氏合金層最佳厚度的確定提供了科學(xué)依據(jù)。 再次，通過(guò)多因素水平的正交試驗(yàn)，建立了多元線性回歸模型，得到了鍍錫層厚度關(guān)于影響因素的函數(shù)關(guān)系式，并運(yùn)用分子動(dòng)力學(xué)模擬軟件Materials Studio對(duì)界面結(jié)構(gòu)體系能量組成進(jìn)行模擬分析，得到了界面結(jié)合能關(guān)于錫層比例的擬合曲線方程，并根據(jù)實(shí)際軸瓦尺寸及錫層厚度關(guān)系式確定鍍錫層最佳厚度值，此外，還進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。 最后，考慮鋼套不同的掛金接觸面型式，對(duì)三種不同的掛金表面受力情況、合金內(nèi)應(yīng)力以及掛金表面金相組織變化進(jìn)行了定性分析，建立了不同的鋼套掛金表面接觸面型式下的界面結(jié)合強(qiáng)度理論計(jì)算模型，構(gòu)建模型微小單元，利用Comsol Multiphysics對(duì)其結(jié)合界面進(jìn)行有限元應(yīng)力場(chǎng)仿真模擬，分析不同生產(chǎn)工藝條件下界面應(yīng)力分布情況。之后，通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試采集數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析，并對(duì)所構(gòu)建的模型進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)。
【關(guān)鍵詞】：應(yīng)力模型 巴氏合金影響因子 鍍錫層最佳厚度 掛金表面 界面結(jié)合強(qiáng)度
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第1章 緒論14-26
• 1.1 論文的選題背景14-16
• 1.1.1 課題來(lái)源14
• 1.1.2 選題背景14-16
• 1.2 課題研究目的及意義16-18
• 1.2.1 研究目的16
• 1.2.2 研究意義16-18
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-22
• 1.3.1 國(guó)外界面結(jié)合強(qiáng)度研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)界面結(jié)合強(qiáng)度研究現(xiàn)狀20-22
• 1.4 研究思路及技術(shù)路線22-23
• 1.4.1 研究思路22
• 1.4.2 技術(shù)路線22-23
• 1.5 關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點(diǎn)23-24
• 1.6 論文的主要工作24-26
• 第2章 油膜軸承鋼體與巴氏合金結(jié)合界面應(yīng)力模型26-40
• 2.1 引言26-27
• 2.2 應(yīng)力模型27-35
• 2.2.1 定性分析27-28
• 2.2.2 近似求解裝配應(yīng)力28-31
• 2.2.3 建立應(yīng)力模型31-35
• 2.3 模擬仿真35-39
• 2.3.1 前處理設(shè)置35-36
• 2.3.2 仿真結(jié)果分析36-38
• 2.3.3 結(jié)果對(duì)比分析38-39
• 2.3.4 改進(jìn)建議39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 第3章 油膜軸承巴氏合金結(jié)合界面影響因子研究40-58
• 3.1 引言40
• 3.2 界面影響因子推導(dǎo)40-43
• 3.2.1 影響因子計(jì)算公式40
• 3.2.2 計(jì)算公式推導(dǎo)及圖解40-43
• 3.3 試驗(yàn)方案43-45
• 3.3.1 試驗(yàn)內(nèi)容43
• 3.3.2 試驗(yàn)方法43
• 3.3.3 試驗(yàn)材料及設(shè)備43-44
• 3.3.4 具體測(cè)試方法44
• 3.3.5 數(shù)據(jù)處理44-45
• 3.3.6 數(shù)值修約45
• 3.4 試樣加工及試驗(yàn)數(shù)據(jù)45-54
• 3.4.1 鋼套及噴涂絲材成分45-46
• 3.4.2 試樣的機(jī)加工及后處理工藝46-48
• 3.4.3 應(yīng)變片選擇及粘貼48-50
• 3.4.4 試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)采集50-54
• 3.5 結(jié)果分析54-57
• 3.5.1 ZSnSb11Cu6 彈性模量及泊松比54-55
• 3.5.2 復(fù)合材料彈性模量55-56
• 3.5.3 影響因子曲線56-57
• 3.6 本章小結(jié)57-58
• 第4章 結(jié)合界面鍍錫層最佳厚度試驗(yàn)與模擬58-74
• 4.1 引言58-59
• 4.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)59-64
• 4.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>59
• 4.2.2 試驗(yàn)安排59-61
• 4.2.3 試驗(yàn)材料及設(shè)備61
• 4.2.4 試驗(yàn)方法61-62
• 4.2.5 數(shù)據(jù)處理方法62-63
• 4.2.6 顯著性檢驗(yàn)63-64
• 4.3 數(shù)據(jù)處理64-67
• 4.3.1 數(shù)據(jù)粗處理64
• 4.3.2 數(shù)據(jù)處理工具64-65
• 4.3.3 數(shù)據(jù)編程及計(jì)算65-67
• 4.4 分子動(dòng)力學(xué)模擬67-73
• 4.4.1 概述67
• 4.4.2 模型構(gòu)建67-68
• 4.4.3 表面優(yōu)化68-69
• 4.4.4 分層建模69
• 4.4.5 MS.Discover 模擬方法69-70
• 4.4.6 計(jì)算界面結(jié)合能70-71
• 4.4.7 模擬計(jì)算結(jié)果71-73
• 4.5 模擬與試驗(yàn)對(duì)比分析73
• 4.6 本章小結(jié)73-74
• 第5章 油膜軸承結(jié)合強(qiáng)度理論與試驗(yàn)研究74-90
• 5.1 引言74
• 5.2 理論研究74-80
• 5.2.1 光面接觸模型75-77
• 5.2.2 截球面接觸模型77-80
• 5.3 仿真分析80-82
• 5.3.1 模型建立80-81
• 5.3.2 仿真結(jié)果81
• 5.3.3 對(duì)比分析81-82
• 5.4 試驗(yàn)研究82-86
• 5.4.1 巴氏合金層的制備工藝82-84
• 5.4.2 結(jié)合強(qiáng)度試樣制備84-85
• 5.4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析85-86
• 5.5 模型分析與評(píng)價(jià)86-89
• 5.5.1 模型對(duì)比分析86-87
• 5.5.2 模型評(píng)價(jià)87
• 5.5.3 其他性能測(cè)定87-89
• 5.6 本章小結(jié)89-90
• 第6章 總結(jié)與展望90-93
• 6.1 研究總結(jié)90-91
• 6.2 研究展望91-93
• 參考文獻(xiàn)93-100
• 致謝100-101
• 附錄101-106
• 附錄 1101-102
• 附錄 2102
• 附錄 3102-104
• 附錄 4104-105
• 附錄 5105
• 附錄 6105-106
• 碩士期間發(fā)表論文及其他科研成果106-107

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：油膜軸承巴氏合金與鋼體的結(jié)合強(qiáng)度理論與試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：336196