本文關鍵詞：油膜軸承巴氏合金與鋼體的結合強度理論與試驗研究，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廣泛應用于鋼鐵、礦山、冶金、電力、航空航天等系統(tǒng)的高、精、尖關鍵設備上。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合性能不好，則在不同工況的應用環(huán)境下很容易脫落，導致油膜軸承的失效損壞，直接關系到油膜軸承最終的使用性能。同時，隨著表面工程技術和納米技術的發(fā)展，油膜軸承巴氏合金與鋼體界面結合強度理論模型的研究對評價巴氏合金層澆鑄/噴涂質量、優(yōu)化制備工藝和發(fā)展新結合與復合技術具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。 本文基于發(fā)明專利“軋機油膜軸承綜合試驗臺”中油膜軸承機械系統(tǒng)使用工況以及發(fā)明專利“一種綜合油膜軸承試驗裝置”中油膜軸承機械系統(tǒng)結構組成，在靜載結合強度試驗測試基礎上，得到了不同掛金表面接觸面類型下界面結合強度研究的模型評價對照表，便于企業(yè)根據油膜軸承各系列產品的實際要求，選擇不同的生產工藝，節(jié)約成本的同時達到性能最優(yōu)化。本文的主要內容和創(chuàng)新點如下： 首先，通過對巴氏合金與鋼套界面結合處受力情況分析，依據厚壁圓筒理論，對襯套“過渡區(qū)”應力合進行了理論推導，得到了其函數解析式，并根據許用結合強度[]，求出了油膜軸承實際承載的臨界最大值Pm ax；針對圓弧結合面，基于Hertz接觸理論對界面結合處的應力峰值進行了推導，得出了峰解析式，并利用Comsol Multiphysics多物理耦合軟件，對界面應力模型進行了仿真分析與對比。 其次，提出了巴氏合金影響因子的計算公式，通過對不同巴氏合金比重下復合材料的彈性模量試驗測試，利用數據擬合逼近的思想，得到了復合材料彈性模量、巴氏合金影響因子關于巴氏合金比重的數學表達式，對比分析得出的結論，，可為油膜軸承巴氏合金層最佳厚度的確定提供了科學依據。 再次，通過多因素水平的正交試驗，建立了多元線性回歸模型，得到了鍍錫層厚度關于影響因素的函數關系式，并運用分子動力學模擬軟件Materials Studio對界面結構體系能量組成進行模擬分析，得到了界面結合能關于錫層比例的擬合曲線方程，并根據實際軸瓦尺寸及錫層厚度關系式確定鍍錫層最佳厚度值，此外，還進行了試驗驗證。 最后，考慮鋼套不同的掛金接觸面型式，對三種不同的掛金表面受力情況、合金內應力以及掛金表面金相組織變化進行了定性分析，建立了不同的鋼套掛金表面接觸面型式下的界面結合強度理論計算模型，構建模型微小單元，利用Comsol Multiphysics對其結合界面進行有限元應力場仿真模擬，分析不同生產工藝條件下界面應力分布情況。之后，通過試驗測試采集數據進行了對比分析，并對所構建的模型進行了分析和評價。
【關鍵詞】：應力模型 巴氏合金影響因子 鍍錫層最佳厚度 掛金表面 界面結合強度
【學位授予單位】：太原科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：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 國內外研究現(xiàn)狀18-22
• 1.3.1 國外界面結合強度研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3.2 國內界面結合強度研究現(xiàn)狀20-22
• 1.4 研究思路及技術路線22-23
• 1.4.1 研究思路22
• 1.4.2 技術路線22-23
• 1.5 關鍵技術與創(chuàng)新點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合界面應力模型26-40
• 2.1 引言26-27
• 2.2 應力模型27-35
• 2.2.1 定性分析27-28
• 2.2.2 近似求解裝配應力28-31
• 2.2.3 建立應力模型31-35
• 2.3 模擬仿真35-39
• 2.3.1 前處理設置35-36
• 2.3.2 仿真結果分析36-38
• 2.3.3 結果對比分析38-39
• 2.3.4 改進建議39
• 2.4 本章小結39-40
• 第3章 油膜軸承巴氏合金結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40-43
• 3.2.1 影響因子計算公式40
• 3.2.2 計算公式推導及圖解40-43
• 3.3 試驗方案43-45
• 3.3.1 試驗內容43
• 3.3.2 試驗方法43
• 3.3.3 試驗材料及設備43-44
• 3.3.4 具體測試方法44
• 3.3.5 數據處理44-45
• 3.3.6 數值修約45
• 3.4 試樣加工及試驗數據45-54
• 3.4.1 鋼套及噴涂絲材成分45-46
• 3.4.2 試樣的機加工及后處理工藝46-48
• 3.4.3 應變片選擇及粘貼48-50
• 3.4.4 試驗測試數據采集50-54
• 3.5 結果分析54-57
• 3.5.1 ZSnSb11Cu6 彈性模量及泊松比54-55
• 3.5.2 復合材料彈性模量55-56
• 3.5.3 影響因子曲線56-57
• 3.6 本章小結57-58
• 第4章 結合界面鍍錫層最佳厚度試驗與模擬58-74
• 4.1 引言58-59
• 4.2 試驗設計59-64
• 4.2.1 試驗目的59
• 4.2.2 試驗安排59-61
• 4.2.3 試驗材料及設備61
• 4.2.4 試驗方法61-62
• 4.2.5 數據處理方法62-63
• 4.2.6 顯著性檢驗63-64
• 4.3 數據處理64-67
• 4.3.1 數據粗處理64
• 4.3.2 數據處理工具64-65
• 4.3.3 數據編程及計算65-67
• 4.4 分子動力學模擬67-73
• 4.4.1 概述67
• 4.4.2 模型構建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 計算界面結合能70-71
• 4.4.7 模擬計算結果71-73
• 4.5 模擬與試驗對比分析73
• 4.6 本章小結73-74
• 第5章 油膜軸承結合強度理論與試驗研究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 仿真結果81
• 5.3.3 對比分析81-82
• 5.4 試驗研究82-86
• 5.4.1 巴氏合金層的制備工藝82-84
• 5.4.2 結合強度試樣制備84-85
• 5.4.3 試驗結果分析85-86
• 5.5 模型分析與評價86-89
• 5.5.1 模型對比分析86-87
• 5.5.2 模型評價87
• 5.5.3 其他性能測定87-89
• 5.6 本章小結89-90
• 第6章 總結與展望90-93
• 6.1 研究總結90-91
• 6.2 研究展望91-93
• 參考文獻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】

中國期刊全文數據庫 前10條

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本文編號：336196