本文關鍵詞：縱—扭復合振動超聲深滾加工表面強化機理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：縱-扭復合振動超聲深滾加工是將二維超聲振動與超聲深滾加工技術相結合,進行工件表面光整與強化加工的一種新工藝。本文對Q235鋼進行縱-扭復合振動超聲深滾加工,探索其表面強化機理。主要研究內(nèi)容如下:(1)基于縱-扭復合振動超聲深滾加工工作原理及運動學分析,構建深滾加工殘余應力物理模型。研究發(fā)現(xiàn)在縱-扭復合振動超聲深滾加工過程中,其殘余壓應力與材料本身物理力學性能、滾輪半徑、振動參數(shù)和滾壓工藝參數(shù)有關。采用數(shù)值分析方法研究縱-扭復合振動超聲深滾加工振動參數(shù)和滾壓工藝參數(shù)對工件表面殘余壓應力的影響,結果表明,縱-扭復合振動超聲深滾加工工件最大殘余壓應力隨著滾輪半徑、振幅、頻率與靜壓力的增大而增大,隨滾壓速度與滾壓深度的增大而減小。(2)基于縱-扭復合振動超聲深滾加工運動學模型,進行了縱向振動與縱-扭復合振動超聲深滾加工過程有限元分析,對比研究縱向振動與縱-扭復合振動對殘余應力的影響,得到了工件滾壓沖擊中心位置沿深度方向的殘余應力分布狀況,分析了工藝參數(shù)對殘余應力的影響規(guī)律。結果表明,在相同的滾壓工藝參數(shù)下,縱向振動與縱-扭復合振動對殘余應力的影響規(guī)律相似,殘余應力隨著靜壓力的增大而增大,隨著滾壓速度的降低有不同程度的增加,隨著振幅、相位角的增加而增加。(3)對Q235鋼進行縱-扭復合振動超聲深滾加工和常規(guī)深滾加工對比試驗,研究工藝參數(shù)對表面粗糙度和表面顯微硬度的影響規(guī)律,并構建表面粗糙度與表面顯微硬度的預測模型,尋找分別基于最低表面粗糙度值和最高表面顯微硬度的最優(yōu)工藝參數(shù)。結果表明,在相同的工藝參數(shù)下,縱-扭復合振動超聲深滾加工后工件表面粗糙度值低于常規(guī)深滾加工,而表面顯微硬度值高于常規(guī)深滾加工;表面粗糙度值隨靜壓力增大先增后減,隨進給量的增大而急劇增大,隨滾壓速度的增大變化不明顯,進給量對表面粗糙度的影響最顯著;顯微硬度隨靜壓力的增大而增大,隨進給量的增大先增后減再增,隨滾壓速度的增大先增后減,靜壓力對顯微硬度的影響最顯著。最后對工件表面形貌進行觀測,發(fā)現(xiàn)縱-扭復合振動超聲深滾加工后工件表面形貌優(yōu)于車削加工和常規(guī)深滾加工,加工紋理較均勻一致。該研究成果對復合振動模式的超聲表面強化技術應用具有指導意義。
【關鍵詞】：超聲深滾 縱-扭復合振動 表面強化 表面質量
【學位授予單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG663
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 課題來源10
• 1.2 課題研究背景及意義10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3.1 超聲表面強化技術研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.2 二維超聲振動加工工藝的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 本文研究內(nèi)容16-18
• 2 縱-扭復合振動超聲深滾加工表面強化機理理論研究18-24
• 2.1 縱-扭復合振動超聲深滾加工工作原理18
• 2.2 縱-扭復合振動超聲深滾加工過程理論分析18-23
• 2.2.1 縱-扭復合振動超聲深滾加工的滾壓過程18-20
• 2.2.2 縱-扭復合振動超聲深滾表面強化物理模型20-21
• 2.2.3 工藝參數(shù)對殘余壓應力的影響研究21-23
• 2.3 本章小結23-24
• 3 縱-扭復合振動超聲深滾加工強化仿真研究24-40
• 3.1 ANSYS/LS-DYNA有限元分析軟件簡介24-25
• 3.2 縱-扭復合振動超聲深滾加工有限元分析25-27
• 3.2.1 建立有限元分析模型25
• 3.2.2 定義材料模型25
• 3.2.3 選擇材料本構模型25-26
• 3.2.4 選擇接觸類型26
• 3.2.5 定義載荷和邊界條件26-27
• 3.3 有限元分析結果與討論27-38
• 3.3.1 縱向振動與縱-扭復合振動超聲深滾加工殘余應力分布對比27-28
• 3.3.2 縱向振動超聲深滾加工殘余應力的分布28-32
• 3.3.3 縱-扭復合振動超聲深滾加工表面殘余應力的分布32-38
• 3.4 本章小結38-40
• 4 縱-扭復合振動超聲深滾加工試驗研究40-60
• 4.1 試驗設備與方案40-41
• 4.1.1 試驗加工設備40
• 4.1.2 試驗測量設備40-41
• 4.1.3 試驗方案設計41
• 4.2 表面粗糙度試驗結果分析41-47
• 4.2.1 表面粗糙度試驗結果41-42
• 4.2.2 靜壓力對表面粗糙度的影響42-43
• 4.2.3 進給量對表面粗糙度的影響43-44
• 4.2.4 滾壓速度對表面粗糙度的影響44-45
• 4.2.5 表面粗糙度預測模型構建45-47
• 4.2.6 工藝參數(shù)優(yōu)選47
• 4.3 表面顯微硬度試驗結果分析47-53
• 4.3.1 表面顯微硬度試驗結果47-48
• 4.3.2 靜壓力對表面顯微硬度的影響48-49
• 4.3.3 進給量對表面顯微硬度的影響49-50
• 4.3.4 滾壓速度對表面顯微硬度的影響50-51
• 4.3.5 表面顯微硬度預測模型構建51-52
• 4.3.6 工藝參數(shù)優(yōu)選52-53
• 4.4 工件表面微觀特征分析53-57
• 4.4.1 工件表面顯微形貌特征53-54
• 4.4.2 工件表面三維顯微形貌特征54-57
• 4.5 本章小結57-60
• 5 結論與展望60-62
• 5.1 結論60-61
• 5.2 展望61-62
• 參考文獻62-68
• 作者簡介68-69
• 學位論文數(shù)據(jù)集69

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  本文關鍵詞：縱—扭復合振動超聲深滾加工表面強化機理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：350650