低合金鋼廣泛用于汽車零部件的加工制造,車輛零部件運(yùn)動(dòng)過程中由于雜質(zhì)磨粒的影響,零部件磨損速度加快、零件提早失效,易造成車輛運(yùn)行故障甚至人身傷害。因此,汽車零部件材料磨損機(jī)理的研究現(xiàn)已成為一項(xiàng)重要課題。本文針對現(xiàn)有磨料磨損的基礎(chǔ)模型中主要使用硬度來表征材料磨損性能、未能體現(xiàn)眾多力學(xué)性能綜合作用或者模型中部分參數(shù)很難在實(shí)際試驗(yàn)中獲取的不足,通過局部變形產(chǎn)生切屑假設(shè)、做功-能量轉(zhuǎn)化平衡以及材料本構(gòu)關(guān)系,建立了包含硬度、應(yīng)變硬化和剪切強(qiáng)度等參數(shù)的磨料磨損模型。具體工作有如下幾方面:(1)采用Johnson-Cook(J-C)本構(gòu)模型表征材料流動(dòng)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,磨粒切向力做功與一定體積材料達(dá)到臨界應(yīng)變形成切屑所需能量平衡,建立了“銷-砂紙”磨料磨損模型。使用改進(jìn)的J-C本構(gòu)模型對磨料磨損模型進(jìn)行優(yōu)化,得到了改進(jìn)的磨料磨損模型。(2)以中碳低合金鋼為研究對象,對其力學(xué)性能參數(shù)進(jìn)行了較系統(tǒng)的試驗(yàn)。采用四種不同的熱處理工藝分別對材料進(jìn)行處理,得到不同力學(xué)性能的試樣。對試樣分別進(jìn)行的硬度測定、準(zhǔn)靜態(tài)拉伸和分離式霍普金森壓桿(SHPB)試驗(yàn),獲得材料四種處理態(tài)的力學(xué)性能參數(shù)。通過引入絕熱溫升熱軟化項(xiàng)改進(jìn)J-C本構(gòu)模型,使得改進(jìn)的本構(gòu)模型與試驗(yàn)曲線能較好吻合。(3)采用二體磨料磨損試驗(yàn)機(jī)對試樣進(jìn)行磨損試驗(yàn),使用掃描電子顯微鏡(SEM)對試樣磨損表面形貌進(jìn)行觀察。試樣磨損表面形貌以寬度和深度不等的溝槽、脊和一定數(shù)量大小不等的犁皺為主,表現(xiàn)出顯微切削和多次塑性變形為主導(dǎo)的磨損機(jī)制。經(jīng)過二體磨料磨損試驗(yàn)的檢驗(yàn),預(yù)測模型對塑性較好的試樣符合較好,對塑性較差試樣存在偏差,但仍不失為一個(gè)對磨料磨損具有可信性的預(yù)測模型。
【學(xué)位單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U465.11
【部分圖文】：

本文模型是建立在銷與具有較高硬度砂紙進(jìn)行相對滑動(dòng)的這種情形下。具體情形為，??對邊長為ｉ？的方銷施加一個(gè)載荷Ｐ，銷以恒定的速度４在砂紙上劃過的長度為ｉ，“銷－??砂紙”理想情形示意圖如圖２－１所示。??除上述基本假設(shè)外，針對本文模型，進(jìn)一步做如下假設(shè)：??①

?＾??圖３－５拉伸試樣尺寸??Ｆｉｇ．?３－５?Ｓｉｚｅ?ｏｆ?ｔｅｎｓｉｌｅ?ｓａｍｐｌｅ??３．２．３材料沖擊壓縮試驗(yàn)??本文沖擊壓縮試驗(yàn)是在廣西科技大學(xué)購買的哈工大自主研發(fā)的分離式霍普金森壓??桿（Ｓｐｌｉｔ?Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?Ｂａｒ，?ＳＨＰＢ）裝置（如圖?３－６）上進(jìn)行的，參照?ＧＪＢ?５３６５－２００５［６７］??對試樣加工以及進(jìn)行室溫下沖擊壓縮試驗(yàn)。??圖３－６分離式霍普金森壓桿裝置圖??Ｆｉｇ．?３－６?Ｐｉｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＳＨＰＢ??考慮到ＱＬＴ、ＱＭＴ兩組材料的屈服強(qiáng)度相對ＱＨＴ、Ｎ兩組材料的屈服強(qiáng)度較高，??由ＳＨＰＢ實(shí)驗(yàn)原理可知［６８］，要使屈服強(qiáng)度較髙的材料能在ＳＨＰＢ氣室許用壓力下獲得較??高的應(yīng)變率，應(yīng)適當(dāng)減小沖擊壓縮試樣的長度。按ＡＳＭ［６８］推薦的試驗(yàn)試樣長徑比??／。／?ｒｆ?＝?０．５？１．０，試樣采用兩種規(guī)格具體尺寸如圖３－７、３－８所示。試驗(yàn)采用的ＳＭＰＢ入、??２５??

Ｆｉｇ．?３－９?Ｖｉｃｋｅｒｓ?ｈａｒｄｎｅｓｓ?ｏｆ?ｓａｍｐｌｅ?ｉｎ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｈｅａｔ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ??圖中可以看出，隨著回火溫度的升高，試樣的硬度逐漸下降，依次為ＨＶ?６０３５．４、ＨＶ２９７．５，正火態(tài)（Ｎ）的試樣硬度值最低為２４２．５。??材料準(zhǔn)靜態(tài)室溫拉伸性能??獲得Ｊ－Ｃ本構(gòu)模型４、５、《參數(shù)，本文分別對四種熱處理態(tài)的試樣進(jìn)行了準(zhǔn)單軸拉伸試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖３－１０所示。從圖中可以看出，ＱＬＴ、ＱＭＴ、ＱＨ不存在屈服點(diǎn)，Ｎ組試樣出現(xiàn)明顯屈服平臺(tái)。同時(shí)，隨著回火溫度的升高，前度依次下降，但延伸率逐漸增加，分別為５．５％、６．１％、１６．２％。Ｎ組試樣低，延伸率最高為２４．３％。??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2842337