G20CrNi2MoA轴承合金钢的循环变形及疲劳失效行为研究
发布时间：2021-08-23 17:49
轴承在高速重载运行工况下,过载情况时有发生,该情况下的非对称循环应力会导致滚动接触区局部塑性变形累积,产生棘轮效应从而导致轴承过早地疲劳失效。因此,轴承材料在过载工况下的失效行为是值得关注的问题。目前,针对轴承钢材料的循环变形及疲劳失效行为研究还不够充分,其过载工况下的失效行为进行分析仍有待完善。因此,有必要以高速列车轴承的主要材料轴承合金钢G20Cr Ni2Mo A为研究对象,研究该材料在轴向,扭向和非比例多轴加载路径下的棘轮行为演化规律,并构建合理的多轴循环本构模型描述其变形响应;同时开展该材料的低周疲劳行为研究,预测其不同工况下的疲劳寿命。本文针对G20Cr Ni2Mo A轴承合金钢研究工作如下:（1）开展了单轴及多种非比例多轴应力加载循环实验,研究了各工况下材料的棘轮演化行为,归纳了平均应力、峰值应力及非比例加载路径对材料峰谷值应变的影响。同时讨论了轴向和扭向的棘轮演化行为之间的差异。（2）在弹塑性本构理论的框架下,结合各向同性强化律,以Ohno-Wang II型随动强化律作为基础,发展出可以用于预测G20Cr Ni2Mo A轴承合金钢循环变形行为的本构模型。并提出门槛应力来修...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MTS858-5kN电液伺服控制拉扭试验机
第四章 轴承合金钢的低周疲劳研究疲劳失效是各种机械构件中常见的一种失效形式，疲劳寿命的定义是试样发生破坏时所需要的载荷循环次数。如果材料在循环过程中承受超过屈服应力导致产生塑性变形，其疲劳寿命会大大缩短，此时材料将发生低周疲劳在实际工程应用中，对轴承合金钢疲劳性能的要求越来越高，以往对轴承钢命的研究集中在材料不同的冶炼工艺、不同的夹杂物对轴承钢疲劳寿命的-77]，循环周次以高周疲劳为主[78-80]，目前与 G20CrNi2MoA 轴承合金钢低周效行为相关的实验数据较为缺乏，为了了解该材料的低周疲劳失效行为，本承合金钢材料进行了应变加载下的对称循环实验和应力加载下的非对称循，通过对材料应力应变响应的分析，揭示材料的疲劳失效规律，并得出能够测该材料非对称应力加载下低周疲劳寿命的模型。试样的制备和实验方法1 实验材料及设备
电子科技大学硕士学位论文伸、压缩持久、蠕变、松弛实验以及低周疲劳和蠕变疲加载两种方式。将标距 25mm 的引伸计安装在试样的±5%，分辨率为 0.00001mm。使用 CCPS5.0b 蠕变持实验的整个过程进行控制和数据采集，为了保证加载速，该控制系统每个循环可采集 50 个数据。
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内外轴承钢的现状与发展趋势[J]. 李昭昆,雷建中,徐海峰,俞峰,董瀚,曹文全. 钢铁研究学报. 2016(03)
[2]高速列车轴承用20CrNi2Mo钢热变形规律[J]. 张建,李长生,李彬周,李振兴,乔兵. 节能. 2016(01)
[3]GCr15钢旋转弯曲超长寿命疲劳性能分析[J]. 鲁连涛,李伟,张继旺,盐泽和章,张卫华. 金属学报. 2009(01)
[4]多轴载荷下ZL101铝合金的低周疲劳行为[J]. 朱正宇,何国求,丁向群,刘晓山,张卫华. 中国有色金属学报. 2007(06)
[5]304不锈钢高温非比例多轴棘轮行为实验研究[J]. 张娟,康国政,高庆,孙亚芳. 核动力工程. 2006(05)
[6]SiCP/6061 Al合金复合材料的高温单轴棘轮行为及其时间相关特性[J]. 康国政. 复合材料学报. 2006(02)
[7]高碳铬轴承钢超长寿命疲劳破坏过程的研究[J]. 鲁连涛,盐泽和章,森井佑一,西野精一. 金属学报. 2005(10)
[8]316L钢室温和中温环境下应力控制的低周疲劳行为研究[J]. 陈凌,蒋家羚. 机械强度. 2005(01)
[9]T225NG钛合金的单轴棘轮行为研究[J]. 蔡力勋,刘宇杰,叶裕明,邱绍宇,陈洪军. 金属学报. 2004(11)
[10]A3钢单调拉伸和纯扭转力学性能实验研究[J]. 吴国辉,邹广平. 应用科技. 2004(10)
博士论文
[1]金属材料多轴棘轮—疲劳交互作用的实验与理论研究[D]. 刘宇杰.西南交通大学 2008
硕士论文
[1]动车组机械传动系统轴承故障检测方法研究[D]. 李欢欢.北京交通大学 2014
本文编号：3358320
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MTS858-5kN电液伺服控制拉扭试验机
第四章 轴承合金钢的低周疲劳研究疲劳失效是各种机械构件中常见的一种失效形式，疲劳寿命的定义是试样发生破坏时所需要的载荷循环次数。如果材料在循环过程中承受超过屈服应力导致产生塑性变形，其疲劳寿命会大大缩短，此时材料将发生低周疲劳在实际工程应用中，对轴承合金钢疲劳性能的要求越来越高，以往对轴承钢命的研究集中在材料不同的冶炼工艺、不同的夹杂物对轴承钢疲劳寿命的-77]，循环周次以高周疲劳为主[78-80]，目前与 G20CrNi2MoA 轴承合金钢低周效行为相关的实验数据较为缺乏，为了了解该材料的低周疲劳失效行为，本承合金钢材料进行了应变加载下的对称循环实验和应力加载下的非对称循，通过对材料应力应变响应的分析，揭示材料的疲劳失效规律，并得出能够测该材料非对称应力加载下低周疲劳寿命的模型。试样的制备和实验方法1 实验材料及设备
电子科技大学硕士学位论文伸、压缩持久、蠕变、松弛实验以及低周疲劳和蠕变疲加载两种方式。将标距 25mm 的引伸计安装在试样的±5%，分辨率为 0.00001mm。使用 CCPS5.0b 蠕变持实验的整个过程进行控制和数据采集，为了保证加载速，该控制系统每个循环可采集 50 个数据。
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内外轴承钢的现状与发展趋势[J]. 李昭昆,雷建中,徐海峰,俞峰,董瀚,曹文全. 钢铁研究学报. 2016(03)
[2]高速列车轴承用20CrNi2Mo钢热变形规律[J]. 张建,李长生,李彬周,李振兴,乔兵. 节能. 2016(01)
[3]GCr15钢旋转弯曲超长寿命疲劳性能分析[J]. 鲁连涛,李伟,张继旺,盐泽和章,张卫华. 金属学报. 2009(01)
[4]多轴载荷下ZL101铝合金的低周疲劳行为[J]. 朱正宇,何国求,丁向群,刘晓山,张卫华. 中国有色金属学报. 2007(06)
[5]304不锈钢高温非比例多轴棘轮行为实验研究[J]. 张娟,康国政,高庆,孙亚芳. 核动力工程. 2006(05)
[6]SiCP/6061 Al合金复合材料的高温单轴棘轮行为及其时间相关特性[J]. 康国政. 复合材料学报. 2006(02)
[7]高碳铬轴承钢超长寿命疲劳破坏过程的研究[J]. 鲁连涛,盐泽和章,森井佑一,西野精一. 金属学报. 2005(10)
[8]316L钢室温和中温环境下应力控制的低周疲劳行为研究[J]. 陈凌,蒋家羚. 机械强度. 2005(01)
[9]T225NG钛合金的单轴棘轮行为研究[J]. 蔡力勋,刘宇杰,叶裕明,邱绍宇,陈洪军. 金属学报. 2004(11)
[10]A3钢单调拉伸和纯扭转力学性能实验研究[J]. 吴国辉,邹广平. 应用科技. 2004(10)
博士论文
[1]金属材料多轴棘轮—疲劳交互作用的实验与理论研究[D]. 刘宇杰.西南交通大学 2008
硕士论文
[1]动车组机械传动系统轴承故障检测方法研究[D]. 李欢欢.北京交通大学 2014
本文编号：3358320
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