大耕深旋耕刀激光冲击强化残余应力研究

发布时间：2018-10-18 17:28

【摘要】：研究了激光冲击强化对回转半径为350mm大耕深旋耕刀残余应力的影响,利用ANSYS对旋耕刀进行理论应力分析,发现应力集中在刀柄外弯角处,同时进行了激光冲击强化模拟,得到理论残余应力引入值。利用X射线衍射法对激光冲击强化前后旋耕刀表面进行了残余应力测试。结果表明,ANSYS模拟激光冲击强化引入的残余应力值与试验实测的结果吻合得较好,相比未经处理的旋耕刀,激光冲击强化后刀具表面残余应力明显增大,最大残余压应力达412.25 MPa,增幅达166%,残余压应力的引入可消除旋耕刀工作的应力集中,提高了刀具使用寿命。研究结果为进一步提高和优化大耕深旋耕刀制造工艺提供了新的参考依据。
[Abstract]:The effect of laser impact strengthening on residual stress of 350mm large tiller deep rotary tiller with rotary radius is studied. The theoretical stress analysis of rotary tillage knife is carried out by ANSYS. It is found that the stress is concentrated at the corner outside the hilt, and the laser impact strengthening simulation is carried out at the same time. The theoretical residual stress values are obtained. The residual stress on the surface of the front and rear rotary tiller strengthened by laser shock was measured by X ray diffraction method. The results show that the residual stress induced by ANSYS simulation laser shock hardening is in good agreement with the experimental results. Compared with the untreated rotary tiller, the residual stress on the surface of the tool is obviously increased after laser shock hardening. The maximum residual compressive stress of 412.25 MPa, is increased to 166. The stress concentration of rotary tiller can be eliminated by the introduction of residual compressive stress, and the service life of the tool is improved. The results provide a new reference for further improving and optimizing the manufacturing technology of large tillage deep rotary tiller.
【作者单位】： 扬州大学机械工程学院;
【基金】：“十二五”农村领域国家科技计划课题(2011BAD20B03-02) 江苏省农机三新工程项目(NJ2012-11) 江苏省科技支撑计划(BY2012164,BE2014356)
【分类号】：TG665

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 缪宏;左敦稳;张瑞宏;;Q460高强度钢冷挤压内螺纹的表层显微组织及力学性能[J];高压物理学报;2013年03期

2 张永康;陈菊芳;许仁军;;AM50镁合金激光冲击强化实验研究[J];中国激光;2008年07期

3 管海兵;叶云霞;鲁金忠;张永康;钱晓明;吴忠;;放大自发辐射对激光强化7050铝合金残余应力的影响[J];中国激光;2010年08期

4 周建忠;樊玉杰;黄舒;阮鸿雁;朱伟;卫登辉;王呈栋;陈寒松;;激光微喷丸强化技术的研究与展望(邀请论文)[J];中国激光;2011年06期

5 蒋建东;高洁;赵颖娣;Willem Hoogmoed;张宪;;土壤旋切振动减阻的有限元分析[J];农业机械学报;2012年01期

6 赵玉凤;王宏宇;王荣;陈康敏;袁晓明;;旋耕刀用65Mn钢表面渗铬工艺优化及其耐磨性研究[J];农机化研究;2012年10期

7 余天宇;戴峰泽;张永康;安中伟;Charles LOY;张曙光;王庆伟;;平顶光束激光冲击2024铝合金诱导残余应力场的模拟与实验[J];中国激光;2012年10期

8 陈卓君;张祖立;李柏姝;卢秉福;杨玉芬;;旋耕刀表面激光强化工艺参数的研究[J];润滑与密封;2009年01期

9 曾光廷;田长浒;;球墨铸铁旋耕刀热处理及田间试验研究[J];成都科技大学学报;1993年05期

10 李合非,许斌,刘念聪;中锰球墨铸铁旋耕刀的热处理工艺[J];现代铸铁;2001年02期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 毕凤琴;张春成;李红翠;赵正卫;李芳;;激光冲击强化技术的发展及应用[J];兵器材料科学与工程;2010年01期

2 李启鹏;李应红;何卫锋;刘海雷;;激光冲击强化提高主动连杆振动疲劳性能[J];北京航空航天大学学报;2012年01期

3 彭三河;;旋耕机刀片耐磨性及强度评价试验[J];长江大学学报(自然科学版)农学卷;2008年02期

4 ;Microstructure Characteristics in Ultrafine-grained Commercially Pure Aluminium after Laser Shock Processing[J];稀有金属材料与工程;2011年S3期

5 张永康;裴旭;陈菊芳;顾永玉;任爱国;尤建;;脉冲激光冲击镁合金表面产生周期性波纹结构的现象及分析[J];光学学报;2010年09期

6 项建云;葛茂忠;;激光冲击处理对AZ31B镁合金表面质量的影响[J];电加工与模具;2012年04期

7 张春成;;激光冲击强化技术的发展及应用现状[J];材料保护;2012年07期

8 葛茂忠;项建云;张永康;;激光冲击处理对AZ31B镁合金力学性能的影响[J];材料工程;2013年09期

9 缪宏;左敦稳;张瑞宏;;Q460高强度钢冷挤压内螺纹的表层显微组织及力学性能[J];高压物理学报;2013年03期

10 张青来;洪妍鑫;王荣;李兴成;段钧剑;张永康;;激光冲击成形对AZ31镁合金微观结构和残余应力的影响[J];材料研究学报;2014年03期

相关会议论文 前2条

1 周磊;李应红;汪诚;周鑫;;激光冲击强化提高K417材料振动疲劳性能实验研究[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集（上册）[C];2009年

2 阮亮;张文武;焦俊科;;激光冲击强化研究现状与发展[A];第15届全国特种加工学术会议论文集（下）[C];2013年

相关博士学位论文 前9条

1 徐开东;镁合金高能表面强化研究[D];华中科技大学;2010年

2 鲁金忠;激光冲击强化铝合金力学性能及微观塑性变形机理研究[D];江苏大学;2010年

3 徐开东;镁合金高能撞击表面纳米化与激光合金化研究[D];华中科技大学;2010年

4 陈菊芳;AM50镁合金表面激光改性研究[D];江苏大学;2008年

5 杨望;基于粘土的木薯块根仿生拔起机构基础理论研究[D];广西大学;2012年

6 葛茂忠;AZ31B变形镁合金及其焊接件激光冲击处理研究[D];江苏大学;2013年

7 黄晓鹏;环模制粒机成型工艺及关键部件磨损机理研究[D];兰州理工大学;2012年

8 戴峰泽;基于纳秒激光冲击波效应的金属表面形貌与性能研究[D];江苏大学;2014年

9 张智泓;田间土壤表面微形貌加工滚动触土部件与土壤相互作用及仿生几何结构[D];吉林大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 齐善东;激光冲击成形控制系统的研究[D];江苏大学;2009年

2 周立春;激光冲击诱导残余应力下裂纹扩展的数值仿真及实验分析[D];江苏大学;2009年

3 蒋素琴;激光喷丸镁合金疲劳行为的数值分析与实验研究[D];江苏大学;2009年

4 王飞;基于空气中冲击波幅值和飞行时间的激光冲击强化在线检测试验研究[D];江苏大学;2010年

5 李杨;激光冲击强化镁合金表面晶粒细化的定量分析与研究[D];江苏大学;2010年

6 裴旭;AZ91镁合金激光冲击力学性能及表层材料结构变化效应研究[D];江苏大学;2010年

7 任爱国;基于大光斑单次激光冲击半模精密成形研究[D];江苏大学;2010年

8 谭海波;激光冲击强化控制系统的研究[D];江苏大学;2010年

9 于水生;AZ31B镁合金中强激光诱发冲击波的实验研究及数值模拟[D];江苏大学;2010年

10 贺甜甜;超高应变速率条件下超细晶粒高碳钢的组织演变与性能研究[D];河南科技大学;2012年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 徐九华,王珉;高强度钢内螺纹冷挤压强化研究[J];材料工程;2000年04期

2 ;Experimental Analysis of Microscale Laser Shock Processing on Metallic Material Using Excimer Laser[J];Journal of Materials Science & Technology;2009年06期

3 陈永楠;魏建锋;赵永庆;屈可朋;王慧;;Ti14合金半固态变形组织及力学性能[J];稀有金属材料与工程;2009年10期

4 夏伟军;杨春花;黄长清;陈振华;;变形量和变形速率对AM60铸锭压缩过程中孪晶的影响[J];机械工程材料;2006年08期

5 高t@含;安志勇;李娜娜;赵伟星;王劲松;;高斯光束整形系统的光学设计[J];光学精密工程;2011年07期

6 李艳;蔡杰;邹阳;万明珍;关庆丰;;强流脉冲电子束作用下20钢的微观结构状态[J];高压物理学报;2011年03期

7 彭薇薇;凌祥;;激光冲击残余应力场的有限元分析[J];航空材料学报;2006年06期

8 张文珍,闫钧;对三种模具钢激光表面热处理的实验研究[J];激光杂志;2004年03期

9 骆有东;冯爱新;;QT600-3凸轮轴表面激光相变硬化的实验研究[J];激光杂志;2006年03期

10 邹世坤,谭永生,郭大浩,王声波,吴鸿兴;激光冲击处理对铝锂合金力学性能的影响[J];中国激光;2004年03期

相关博士学位论文 前2条

1 陈笑;高功率激光与水下物质相互作用过程与机理研究[D];南京理工大学;2004年

2 胡永祥;激光冲击处理工艺过程数值建模与冲击效应研究[D];上海交通大学;2008年

相关硕士学位论文 前2条

1 王雪艳;振动深松技术与关键部件研究[D];中国农业大学;2005年

2 徐宗保;振动式深松中耕作业机的设计与试验研究[D];东北农业大学;2009年

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 许重和;旋耕搅拌船的溶矿试验[J];化工矿山技术;1991年05期

2 蔡维克;;凿形旋耕刀的设计方法[J];北京农业机械化学院学报;1984年02期

3 ;用等温淬火球铁试制犁铧及旋耕刀[J];铸工;1971年Z1期

4 郑恩义;旋耕刀的强度分析[J];粮油加工与食品机械;1980年09期

5 洪觉宏;低碳马氏体在旋耕刀轴套上的应用[J];拖拉机;1981年01期

6 王蓝;旋耕刀片正切面的“刀背不挤土临界曲线”及其应用[J];粮油加工与食品机械;1983年01期

7 李绍俭,杨亚生;旋耕刀正切刃刃口曲线设计[J];四川工业学院学报;1984年01期

8 李绍俭,杨亚生,谢仕君;旋耕刀侧切刃刃口曲线的设计[J];四川工业学院学报;1984年02期

9 涩泽荣 ,张跃宏;关于深耕旋耕机旋耕的基础研究(四)——考虑抛土情况、旋耕刀前倾面的设计法[J];粮油加工与食品机械;1984年07期

10 蔡维克;旋耕刀侧切刃口曲线的微分方程的探讨[J];四川工业学院学报;1985年02期

相关会议论文 前5条

1 汲文峰;贾洪雷;佟金;;旋耕-碎茬仿生刀片田间旋耕作业功耗的试验研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年

2 许颖;李祥;阳绪英;岳高峰;郭小锋;;微耕机用旋耕刀组的标准化研究[A];全国丘陵山地农机化技术发展高层论坛论文集[C];2011年

3 高建民;;基于MDT平台的斜置旋耕工作过程仿真研究[A];2002农业工程青年科技论坛论文集[C];2002年

4 杨拥军;陈力航;喻季红;刘伟英;罗意;;一种小型茶园中耕机的研制[A];科技创新 转型升级 做大做强湖南特色茶叶——湖南省茶叶学会2011年学术年会论文集[C];2011年

5 李兵;王继先;张健美;夏萍;;GBSL-180型双轴式旋耕灭茬播种机的设计[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者 唐晓安邋实习生 许江丽;船式旋耕埋草机问世[N];湖北日报;2007年

2 通讯员 卢佳伟;津锡：让旋耕作业更轻松[N];中国农机化导报;2014年

3 记者李冬玲;农业机械零配件抽样合格率６２．５％[N];中国质量报;2002年

4 ;旋耕犁如何安全旋耕与清理[N];山西科技报;2010年

5 兰心敏;旋耕机械及配件识假八看[N];山西科技报;2004年

6 本报记者 张建梅;农业机械零配件 主力军表现平庸[N];中国质量报;2002年

7 兰心敏 　;旋耕机械及配件识假八看[N];中国花卉报;2004年

8 张大可;旋耕犁安全旋耕与清理[N];山西科技报;2001年

9 栾冬化;反转旋耕灭茬机使用技巧[N];湖北科技报;2002年

10 杨正梅（作者系中国农机工业协会旋耕机械分会秘书长）;旋耕机械市场喜人 新品开发亟须加快[N];中国农机化导报;2006年

相关博士学位论文 前2条

1 汲文峰;旋耕—碎茬仿生刀片[D];吉林大学;2010年

2 张居敏;水田高茬秸秆旋耕埋覆机理研究[D];华中农业大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 张在平;旋耕埋秆技术研究与试验[D];华中农业大学;2005年

2 周鹏;潜土逆转旋耕刀的重构及抛土虚拟试验[D];江苏大学;2007年

3 姚兴林;基于虚拟仪器的螺旋型旋耕埋草刀辊转矩测试系统研究[D];华中农业大学;2010年

4 任永豪;微耕机旋耕刀辊模态仿真与试验研究[D];西南大学;2014年

5 李良晶;基于SPH法的板结土壤深耕技术研究[D];浙江工业大学;2010年

6 刘保玲;基于高速摄像提取被抛土体运动信息的研究[D];江苏大学;2005年

7 朱留宪;基于SPH算法的微耕机旋耕刀有限元仿真与优化[D];西南大学;2012年

8 刘辉;基于LS-DYNA的旱地旋耕刀工作机理研究[D];西南大学;2012年

9 袁亮;旋耕播种施肥机关键部件研究与样机设计[D];福建农林大学;2014年

10 王志山;基于LabVIEW的船式旋耕埋草机功耗检测研究[D];华中农业大学;2010年

，

本文编号：2279866