粗糙度对18CrNiMo7-6疲劳寿命的影响研究
发布时间：2021-05-24 13:56
齿轮作为飞机、高铁等军民领域广泛使用的关键零件,其使用寿命往往决定了设备检修期限和使用寿命时长。18CrNiMo7-6合金钢作为一种具有高强度、高韧性的合金钢材料,被广泛应用到高强度齿轮的制造中。表面质量是表面完整性中具有重要意义的内容,是影响零件疲劳寿命的主要因素,研究粗糙度对疲劳寿命的影响,对于零件的抗疲劳制造具有重要意义。零件表面三维形貌由于包含更全面的工件表面信息,能够更加准确的描述零件的微观表面轮廓,采用三维粗糙度参数探究粗糙度对零件疲劳寿命的影响能够更加全面的探明表面形貌对疲劳寿命影响的方式与特点。不同方向的表面纹理在相同受力方向的情况下会产生不同的应力集中,在零件应力敏感方向上施加应力时会使零件的疲劳寿命减小。因此,不仅三维粗糙度Sa会影响零件的疲劳寿命,不同的零件表面纹理方向也会影响零件的疲劳寿命。常温情况下的旋转弯曲疲劳是广泛应用的高周疲劳试验形式,其载荷施加频率快、试验耗时短。是一种广泛运用的高周疲劳试验方法。本论文通过可靠的研磨工艺得到不同纹理方向、不同三维粗糙度Sa值的旋转弯曲疲劳试样,探究不同三维粗糙度参数对18Cr...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 表面粗糙度研究现状
1.2.2 粗糙度对疲劳寿命的影响研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 三维表面粗糙度参数的选择
2.1 表面测量技术
2.1.1 接触式测量
2.1.2 非接触式测量
2.2 表面形貌特征评定
2.2.1 三维形貌特征评定基准
2.2.2 表面三维评定参数
2.3 与疲劳寿命相关的三维粗糙度参数的选择
2.4 本章小结
3 疲劳试样研磨工艺试验方案
3.1 疲劳试样形状的选择
3.1.1 疲劳试验疲劳形式的选择
3.1.2 旋转弯曲疲劳试样形状
3.2 18CrNiMo7-6材料性能介绍
3.3 试验设备
3.3.1 旋转弯曲疲劳试样轴向研磨机
3.3.2 三维表面形貌测量系统
3.4 试验条件
3.4.1 砂纸型号的选择
3.4.2 研磨压力的选择
3.4.3 研磨时间的选择
3.5 轴向纹理疲劳试样研磨工艺试验方案
3.5.1 最短研磨时间探究试验
3.5.2 研磨工艺对粗糙度影响试验方案
3.6 本章小结
4 疲劳试样研磨工艺试验结果与分析
4.1 最短研磨时间试验结果与分析
4.1.1 最短研磨时间试验结果
4.1.2 最短研磨时间试验结果分析
4.2 研磨工艺对粗糙度的影响试验结果与分析
4.2.1 研磨工艺对粗糙度的影响试验结果
4.2.2 研磨工艺对粗糙度的影响试验结果分析
4.3 本章小结
5 18CrNiMo7-6旋转弯曲疲劳试验方案
5.1 试验设备
5.2 试验条件
5.3 试验方案
5.3.1 表面算术平均偏差S_a和纹理方向对疲劳寿命的影响试验方案
5.3.2 三维表面粗糙度参数S_q、S_z、S_(sk)、S_(ku)、S_v和纹理方向对疲劳寿命的影响试验方案
5.4 本章小结
6 粗糙度对18CrNiMo7-6疲劳寿命的影响
6.1 18CrNiMo7-6旋转弯曲疲劳试验结果
6.1.1 旋转弯曲疲劳断口分析
6.2 S_a和纹理方向对18CrNiMo7-6旋转弯曲疲劳的影响
6.2.1 S_a与18CrNiMo7-6旋转弯曲疲劳寿命相关性分析
6.2.2 S_a对18CrNiMo7-6旋转弯曲疲劳寿命影响统计分析
6.3 S_q、S_z、S_(sk)、S_(ku)、S_v和纹理方向对18CrNiMo7-6疲劳的影响
6.3.1 S_q、S_z、S_(sk)、S_(ku)、S_v与18CrNiMo7-6疲劳寿命相关性分析
6.3.2 S_q、S_z、S_(sk)、S_(ku)、S_v对18CrNiMo7-6疲劳寿命影响统计分析
6.4 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于表面重构技术预测考虑三维表面形貌的工件的疲劳寿命（英文）[J]. 李国文,唐进元,周炜,李林. Journal of Central South University. 2018(09)
[2]表面粗糙度对动车组车轴钢弯曲疲劳性能的影响[J]. 陈煜达,赵秀娟,潘金芝,刘鹏涛,任瑞铭. 热加工工艺. 2016(22)
[3]产品几何规范中非理想表面的多尺度表征[J]. 石照耀,姜海洋,张敏. 光学精密工程. 2016(07)
[4]直接时效GH4169合金疲劳断口分析研究[J]. 谢孝昌,柴志刚,李权,汤春峰,赵振业. 航空材料学报. 2015(05)
[5]表面粗糙度对国产316LN钢低周疲劳性能的影响[J]. 鱼滨涛,佟振峰,钟巍华,宁广胜,杨文. 原子能科学技术. 2015(09)
[6]喷砂表面的多尺度分析与表征[J]. 王春水,何声馨,张二亮,李大磊. 表面技术. 2015(06)
[7]表面粗糙度评定由二维向三维转化综述[J]. 杨建虹. 机械工业标准化与质量. 2015(06)
[8]表面粗糙度对三维应力集中系数及疲劳寿命的影响[J]. 廖智奇,吴运新,袁海洋. 中国机械工程. 2015(02)
[9]齿轮的表面完整性与抗疲劳制造技术的发展趋势[J]. 高玉魁,赵振业. 金属热处理. 2014(04)
[10]TC18航空钛合金机械研磨处理疲劳特性实验研究[J]. 郑贺天,王茂廷. 机械制造. 2014(02)
博士论文
[1]碳纤维复合材料工件切削表面粗糙度测量与评定方法研究[D]. 周鹏.大连理工大学 2011
硕士论文
[1]改善齿轮表面纹理的蜗杆砂轮磨削方法研究[D]. 周泓曲.重庆大学 2016
[2]齿轮渗碳钢18CrNiMo7-6的制备及组织性能分析[D]. 肖广林.哈尔滨工业大学 2014
[3]三维表面形貌的评价技术及其应用基础研究[D]. 吴松.南京航空航天大学 2007
本文编号：3204303
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 表面粗糙度研究现状
1.2.2 粗糙度对疲劳寿命的影响研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 三维表面粗糙度参数的选择
2.1 表面测量技术
2.1.1 接触式测量
2.1.2 非接触式测量
2.2 表面形貌特征评定
2.2.1 三维形貌特征评定基准
2.2.2 表面三维评定参数
2.3 与疲劳寿命相关的三维粗糙度参数的选择
2.4 本章小结
3 疲劳试样研磨工艺试验方案
3.1 疲劳试样形状的选择
3.1.1 疲劳试验疲劳形式的选择
3.1.2 旋转弯曲疲劳试样形状
3.2 18CrNiMo7-6材料性能介绍
3.3 试验设备
3.3.1 旋转弯曲疲劳试样轴向研磨机
3.3.2 三维表面形貌测量系统
3.4 试验条件
3.4.1 砂纸型号的选择
3.4.2 研磨压力的选择
3.4.3 研磨时间的选择
3.5 轴向纹理疲劳试样研磨工艺试验方案
3.5.1 最短研磨时间探究试验
3.5.2 研磨工艺对粗糙度影响试验方案
3.6 本章小结
4 疲劳试样研磨工艺试验结果与分析
4.1 最短研磨时间试验结果与分析
4.1.1 最短研磨时间试验结果
4.1.2 最短研磨时间试验结果分析
4.2 研磨工艺对粗糙度的影响试验结果与分析
4.2.1 研磨工艺对粗糙度的影响试验结果
4.2.2 研磨工艺对粗糙度的影响试验结果分析
4.3 本章小结
5 18CrNiMo7-6旋转弯曲疲劳试验方案
5.1 试验设备
5.2 试验条件
5.3 试验方案
5.3.1 表面算术平均偏差S_a和纹理方向对疲劳寿命的影响试验方案
5.3.2 三维表面粗糙度参数S_q、S_z、S_(sk)、S_(ku)、S_v和纹理方向对疲劳寿命的影响试验方案
5.4 本章小结
6 粗糙度对18CrNiMo7-6疲劳寿命的影响
6.1 18CrNiMo7-6旋转弯曲疲劳试验结果
6.1.1 旋转弯曲疲劳断口分析
6.2 S_a和纹理方向对18CrNiMo7-6旋转弯曲疲劳的影响
6.2.1 S_a与18CrNiMo7-6旋转弯曲疲劳寿命相关性分析
6.2.2 S_a对18CrNiMo7-6旋转弯曲疲劳寿命影响统计分析
6.3 S_q、S_z、S_(sk)、S_(ku)、S_v和纹理方向对18CrNiMo7-6疲劳的影响
6.3.1 S_q、S_z、S_(sk)、S_(ku)、S_v与18CrNiMo7-6疲劳寿命相关性分析
6.3.2 S_q、S_z、S_(sk)、S_(ku)、S_v对18CrNiMo7-6疲劳寿命影响统计分析
6.4 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于表面重构技术预测考虑三维表面形貌的工件的疲劳寿命（英文）[J]. 李国文,唐进元,周炜,李林. Journal of Central South University. 2018(09)
[2]表面粗糙度对动车组车轴钢弯曲疲劳性能的影响[J]. 陈煜达,赵秀娟,潘金芝,刘鹏涛,任瑞铭. 热加工工艺. 2016(22)
[3]产品几何规范中非理想表面的多尺度表征[J]. 石照耀,姜海洋,张敏. 光学精密工程. 2016(07)
[4]直接时效GH4169合金疲劳断口分析研究[J]. 谢孝昌,柴志刚,李权,汤春峰,赵振业. 航空材料学报. 2015(05)
[5]表面粗糙度对国产316LN钢低周疲劳性能的影响[J]. 鱼滨涛,佟振峰,钟巍华,宁广胜,杨文. 原子能科学技术. 2015(09)
[6]喷砂表面的多尺度分析与表征[J]. 王春水,何声馨,张二亮,李大磊. 表面技术. 2015(06)
[7]表面粗糙度评定由二维向三维转化综述[J]. 杨建虹. 机械工业标准化与质量. 2015(06)
[8]表面粗糙度对三维应力集中系数及疲劳寿命的影响[J]. 廖智奇,吴运新,袁海洋. 中国机械工程. 2015(02)
[9]齿轮的表面完整性与抗疲劳制造技术的发展趋势[J]. 高玉魁,赵振业. 金属热处理. 2014(04)
[10]TC18航空钛合金机械研磨处理疲劳特性实验研究[J]. 郑贺天,王茂廷. 机械制造. 2014(02)
博士论文
[1]碳纤维复合材料工件切削表面粗糙度测量与评定方法研究[D]. 周鹏.大连理工大学 2011
硕士论文
[1]改善齿轮表面纹理的蜗杆砂轮磨削方法研究[D]. 周泓曲.重庆大学 2016
[2]齿轮渗碳钢18CrNiMo7-6的制备及组织性能分析[D]. 肖广林.哈尔滨工业大学 2014
[3]三维表面形貌的评价技术及其应用基础研究[D]. 吴松.南京航空航天大学 2007
本文编号：3204303
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3204303.html
