微粒子喷丸对螺纹紧固件抗松动性能影响研究

发布时间：2017-04-14 18:06

  本文关键词：微粒子喷丸对螺纹紧固件抗松动性能影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：螺纹连接易拆装、可反复使用,这种连接方式被大量的用于具有振动服役环境的结构中。对于重要结构,螺纹连接一旦发生松动失效将引起重大安全事故。研究发现,紧固件的松动与接触面磨损、塑性变形有关,但科研人员目前很少从该角度对紧固件进行防松处理。表面处理可以提高材料表面强度,增强材料对磨损、塑性变形的抵抗。微粒子喷丸作为一种新型表面处理工艺,操作简单、成本低,通过该工艺处理紧固件表面,从原理上可以提高紧固件抗防松能力。为确立微粒子喷丸在紧固件防松中的应用价值,提出新的防松措施,有必要研究微粒子喷丸对紧固件抗松动能力的影响。本研究制作组装了紧固件横向振动试验机,以进行紧固件抗松动能力比较试验。试验选取了四种试验紧固件：镀锌和不锈钢紧固件,微粒子喷丸镀锌和不锈钢紧固件。其中,镀锌紧固件硬度更低,喷丸处理后表面硬化程度更高。将上述四种试验紧固件分别在单次拆装和反复拆装条件下进行了横向振动试验,分别比较了四种紧固件在两种拆装条件下的抗松动能力的差异,并使用扫描电镜观察了试验后四种紧固件接触面的形貌。研究发现,微粒子喷丸处理后,在单次和反复拆装条件下,镀锌紧固件抗松动能力分别提高28%和64%,不锈钢紧固件分别提高15%和44%。该试验结果表明,在两种拆装条件下,微粒子喷丸处理均可以提高紧固件的抗松动能力,且表面硬化程度越高,提高程度越明显；微粒子喷丸在反复拆装中的作用效果更明显。分析表明,在单次拆装条件下,微粒子喷丸处理在紧固件材料表层形成硬化层,提高表面抗磨损、塑性变形的能力,进而提高紧固件的抗松动能力。此外,微粒子喷丸在紧固件表面形成的小凹坑可以抵抗螺纹面的相对滑移,提高紧固件的抗松动能力。在反复拆装条件下,除了紧固件接触面磨损、塑性变形外,摩擦系数、预夹紧力的改变同样会影响紧固件的松动,四种因素交互作用造成紧固件随着拆装次数的增加,抗松动能力下降。微粒子喷丸处理由于可以改善上述导致紧固件松动的因素,从而提高紧固件在反复拆装条件下的抗松动能力。
【关键词】：螺纹紧固件 微粒子喷丸 表面改性 磨损 塑性变形
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH131.3
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 绪论11-27
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 紧固件抗松动机理国内外研究现状12-17
• 1.2.1 紧固件拧紧、松退受力分析12-14
• 1.2.2 紧固件抗松动机理研究现状14-17
• 1.3 紧固件防松措施国内外研究现状17-23
• 1.4 微粒子喷丸处理技术简介23-25
• 1.5 选题意义与技术路线25-27
• 1.5.1 选题意义25
• 1.5.2 研究内容25
• 1.5.3 技术路线图25-27
• 第2章 单次拆装中微粒子喷丸对紧固件抗松动能力影响研究27-48
• 2.1 试验材料27-29
• 2.2 试验装置29-33
• 2.2.1 横向振动试验机原理29-30
• 2.2.2 紧固件横向振动试验机30-32
• 2.2.3 试验机的操作与使用32-33
• 2.3 试验方法33-36
• 2.3.1 预夹紧力与钢板振动加速度的关系33-34
• 2.3.2 预夹紧力松动耐久极限的测定34-35
• 2.3.3 紧固件失效标准则35-36
• 2.4 试验结果36-45
• 2.4.1 紧固件预夹紧力松动耐久极限36-38
• 2.4.2 紧固件松动曲线38-39
• 2.4.3 紧固件接触面形貌观察39-45
• 2.5 分析与讨论45-46
• 2.5.1 硬度对螺纹紧固件抗松动能力的影响45-46
• 2.5.2 微粒子喷丸对螺纹紧固件抗松动能力的影响46
• 2.6 小结46-48
• 第3章 反复拆装中微粒子喷丸对紧固件抗松动能力影响研究48-58
• 3.1 试验材料48
• 3.2 试验方法48-49
• 3.3 试验结果49-55
• 3.3.1 上钢板振动加速度随拧紧次数的变化49-51
• 3.3.2 紧固件接触面形貌观察51-55
• 3.4 分析与讨论55-56
• 3.4.1 磨损与塑性变形55
• 3.4.2 预夹紧力55-56
• 3.4.3 摩擦系数56
• 3.5 小结56-58
• 结论58-59
• 展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加的科研项目64

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本文编号：306532