强化研磨中喷射压力对轴承钢残余应力场的影响
发布时间：2020-12-17 19:14
强化研磨加工是一种新型的表面强化技术,能在工件表面形成残余压应力层,提高工件的抗疲劳强度。强化研磨加工工艺与表面残余应力之间有着密切的关系,目前强化研磨技术的研究中,残余应力场形成机理的研究相对比较薄弱,残余应力的研究不全面,阻碍了该技术的进一步发展。为此,本文结合实验测量与有限元分析,研究强化研磨中残余应力场的形成过程,以及不同喷射压力对残余应力场分布的影响。基于弹塑性力学理论,探讨强化研磨过程中轴承钢的塑性变形过程,推导出残余应力场的理论模型;通过SEM扫描电镜与金相显微镜对显微组织的观察,从组织结构上分析残余应力的形成机理,初步判断残余压应力层的深度。采用ABAQUS软件分别建立单个钢球与多个钢球仿真模型,模拟强化研磨产生残余应力场的过程,验证了理论分析的准确性,并分析了喷射压力对残余应力场的影响。探讨钢球数目对残余应力场的影响,表明了多钢球模型的效果较为理想。探讨显微硬度压痕法测量轴承钢表面残余应力的可行性,用X射线法的测量结果验证压痕法的准确度,表明了显微硬度压痕法可用于初步研究表面残余应力随喷射压力的变化规律。确定了沿深度方向残余应力与显微硬度的内在联系,根据显微硬度值分析...
【文章来源】：广州大学广东省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钢球与钢板的仿真模型
仿真结果才更符合实验结果。为了更快实现计算收敛和提高计算精度，把试样模型分割成九个区域，具体划分见图3-3所示。采用局部网格划分，减少划分的网格出现单元扭曲现象，根据钢球的直径1mm，试样受碰撞区域（1区域）的网格大小设为0.05mm。钢球被赋予刚体，对钢球自由划分为四面体单元网格，网格大小设为0.1mm。
22图 3-4 不同时刻等效塑性应力分布云图Fig.3-4 Equivalent plastic stress distribution at different times化研磨中残余应力的形成机理，可以发现等效塑性应力的动态显一致的，钢球开始碰撞时发生的是弹性接触，接着速度为零，期性变形，最后部分材料发生回弹，为了保持材料内部的力学平衡。
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光冲击喷丸对2195铝锂合金组织结构及抗应力腐蚀性能的影响[J]. 周楷,杨扬. 铝加工. 2019(02)
[2]冲击波动态传播特性对激光喷丸残余应力场的影响[J]. 苏波泳,孙桂芳,裴旭,朱然,倪中华. 中国表面工程. 2018(02)
[3]超声滚压强化7075铝合金工件表面性能的研究[J]. 叶寒,赖刘生,李骏,刘森忠,熊晖. 表面技术. 2018(02)
[4]强化研磨喷射压力对轴承表面残余应力的影响[J]. 陶建华,黎达成,张杰,吴庭筠,刘晓初. 工具技术. 2018(01)
[5]淬火低碳钢硬度、残余应力和微观组织间的关系[J]. 黄惠茹,李晓阳,张琳琳,张亦良. 科学技术与工程. 2017(34)
[6]强化研磨轴承套圈残余应力的分析[J]. 刘晓初,赵传,李凡,覃哲,周文波,陈凡. 组合机床与自动化加工技术. 2017(09)
[7]强化研磨喷射角度对轴承套圈加工质量的影响[J]. 刘晓初,赵传,周文波,单士印,张超,温溢恒. 工具技术. 2017(03)
[8]HERTZ 接触应力屈服强度问题研究[J]. 杨咸启,刘胜荣,曹建华. 机械强度. 2016(03)
[9]残余应力测试分析技术[J]. 宋俊凯,黄小波,高玉魁. 表面技术. 2016(04)
[10]残余应力测试方法的研究进展[J]. 李晨,楼瑞祥,王志刚,张伟. 材料导报. 2014(S2)
硕士论文
[1]强化研磨加工轴承滚道疲劳寿命研究[D]. 陈凡.广州大学 2017
[2]TC4钛合金喷丸强化工艺的数值研究[D]. 郭彪.南京航空航天大学 2017
[3]轴承强化研磨关键工艺参数相互影响及作用机制的研究[D]. 温溢恒.广州大学 2016
[4]喷丸残余应力场及三维次表面裂纹应力强度因子求解[D]. 李欣.上海交通大学 2014
[5]空化水喷丸工艺诱导45钢残余应力场的数值模拟与验证[D]. 徐常亮.辽宁科技大学 2014
[6]基于喷丸残余应力场的疲劳裂纹扩展的数值模拟[D]. 张正.浙江理工大学 2013
[7]轴承强化研磨加工工艺参数优化的研究[D]. 李文雄.广州大学 2012
[8]轴承强化研磨加工有限元仿真分析及设备研制[D]. 刘传剑.广州大学 2011
[9]受控激光喷丸强化中残余应力的表征与实验研究[D]. 黄舒.江苏大学 2008
[10]循环平稳理论在滚动轴承故障检测中的应用[D]. 叶高翔.浙江大学 2007
本文编号：2922551
【文章来源】：广州大学广东省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钢球与钢板的仿真模型
仿真结果才更符合实验结果。为了更快实现计算收敛和提高计算精度，把试样模型分割成九个区域，具体划分见图3-3所示。采用局部网格划分，减少划分的网格出现单元扭曲现象，根据钢球的直径1mm，试样受碰撞区域（1区域）的网格大小设为0.05mm。钢球被赋予刚体，对钢球自由划分为四面体单元网格，网格大小设为0.1mm。
22图 3-4 不同时刻等效塑性应力分布云图Fig.3-4 Equivalent plastic stress distribution at different times化研磨中残余应力的形成机理，可以发现等效塑性应力的动态显一致的，钢球开始碰撞时发生的是弹性接触，接着速度为零，期性变形，最后部分材料发生回弹，为了保持材料内部的力学平衡。
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光冲击喷丸对2195铝锂合金组织结构及抗应力腐蚀性能的影响[J]. 周楷,杨扬. 铝加工. 2019(02)
[2]冲击波动态传播特性对激光喷丸残余应力场的影响[J]. 苏波泳,孙桂芳,裴旭,朱然,倪中华. 中国表面工程. 2018(02)
[3]超声滚压强化7075铝合金工件表面性能的研究[J]. 叶寒,赖刘生,李骏,刘森忠,熊晖. 表面技术. 2018(02)
[4]强化研磨喷射压力对轴承表面残余应力的影响[J]. 陶建华,黎达成,张杰,吴庭筠,刘晓初. 工具技术. 2018(01)
[5]淬火低碳钢硬度、残余应力和微观组织间的关系[J]. 黄惠茹,李晓阳,张琳琳,张亦良. 科学技术与工程. 2017(34)
[6]强化研磨轴承套圈残余应力的分析[J]. 刘晓初,赵传,李凡,覃哲,周文波,陈凡. 组合机床与自动化加工技术. 2017(09)
[7]强化研磨喷射角度对轴承套圈加工质量的影响[J]. 刘晓初,赵传,周文波,单士印,张超,温溢恒. 工具技术. 2017(03)
[8]HERTZ 接触应力屈服强度问题研究[J]. 杨咸启,刘胜荣,曹建华. 机械强度. 2016(03)
[9]残余应力测试分析技术[J]. 宋俊凯,黄小波,高玉魁. 表面技术. 2016(04)
[10]残余应力测试方法的研究进展[J]. 李晨,楼瑞祥,王志刚,张伟. 材料导报. 2014(S2)
硕士论文
[1]强化研磨加工轴承滚道疲劳寿命研究[D]. 陈凡.广州大学 2017
[2]TC4钛合金喷丸强化工艺的数值研究[D]. 郭彪.南京航空航天大学 2017
[3]轴承强化研磨关键工艺参数相互影响及作用机制的研究[D]. 温溢恒.广州大学 2016
[4]喷丸残余应力场及三维次表面裂纹应力强度因子求解[D]. 李欣.上海交通大学 2014
[5]空化水喷丸工艺诱导45钢残余应力场的数值模拟与验证[D]. 徐常亮.辽宁科技大学 2014
[6]基于喷丸残余应力场的疲劳裂纹扩展的数值模拟[D]. 张正.浙江理工大学 2013
[7]轴承强化研磨加工工艺参数优化的研究[D]. 李文雄.广州大学 2012
[8]轴承强化研磨加工有限元仿真分析及设备研制[D]. 刘传剑.广州大学 2011
[9]受控激光喷丸强化中残余应力的表征与实验研究[D]. 黄舒.江苏大学 2008
[10]循环平稳理论在滚动轴承故障检测中的应用[D]. 叶高翔.浙江大学 2007
本文编号：2922551
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