喷丸件表象疲劳极限及喷丸工艺优化研究

发布时间：2017-06-27 22:18

  本文关键词：喷丸件表象疲劳极限及喷丸工艺优化研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 本文采用40Cr、35CrMo、20CrMnTi钢及LD7铝合金四种材料，加工成光滑和缺口疲劳试样以及齿轮、压气机转子叶片等疲劳零件，研究了喷丸及渗碳后喷丸对其疲劳强度的影响。为了阐明喷丸对缺口件的影响，还对不喷丸缺口件表象疲劳极限进行了研究。本文的试验内容包括：试样的热处理、试样喷丸强化、金相组织分析、表面残余应力场测定、表面粗糙度测定、显微硬度测定、表象疲劳极限测定、断口分析以及有限元计算等工作。 本文跳出学科分工的局限性，在“疲劳源形成的微细观过程理论”及材料“内部/表面疲劳极限”的概念指导下，从综合的角度对喷丸件表象疲劳极限及喷丸工艺优化问题进行分析。 对光滑喷丸试样表象疲劳极限的研究，提出了喷丸残余压应力场深度为奥氏体晶粒平均直径10-15倍的喷丸工艺优化准则以及计算优化喷丸件表象疲劳极限的方法。本文还将上述结论应用于铝合金叶片的优化喷丸过程，取得了良好的效果。 在分析缺口试样的弯曲疲劳极限时，提出了“细观屈服区临界尺寸”xW的概念，xW是为了满足疲劳裂缝萌生的力学、协调性和概率条件而必须在缺口顶端附近形成的细观屈服区域的大小。在本研究中，xW约为原始奥氏体晶粒大小的11倍。文章还提出了计算缺口件表象疲劳极限的方法。 分析了20CrMnTi钢光滑小试样及齿轮经渗碳和渗碳后喷丸表象疲劳极限的变化规律，探讨了根据小试样疲劳极限确定复杂零件（如齿轮）疲劳极限载荷的方法，以及表面强化工艺优化的问题。
【关键词】：喷丸 疲劳极限 残余应力 应力集中 有限元分析
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TG668
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-21
• 1．1 课题的研究背景及意义8-10
• 1．2 喷丸强化技术10-15
• 1．2．1 喷丸强化技术的发展10-11
• 1．2．2 喷丸设备及工艺参数11-13
• 1．2．3 喷丸试样的表面粗糙度13
• 1．2．4 喷丸形成的残余应力场13-15
• 1．3 喷丸强化对疲劳行为的影响15-17
• 1．3．1 喷丸残余应力场对疲劳行为的影响15-16
• 1．3．2 喷丸粗糙度对疲劳行为的影响16-17
• 1．4 应力集中17-18
• 1．4．1 应力集中对表象疲劳极限的影响17-18
• 1．4．2 有限元软件应力计算18
• 1．5 金属疲劳裂缝萌生及疲劳极限的微细观过程理论18-20
• 1．6 本文的研究意义和研究内容20-21
• 第2章 试验材料及试验方法21-28
• 2．1 试验材料及热处理工艺21-22
• 2．2 喷丸试验22
• 2．3 残余应力场测量22-23
• 2．4 显微硬度的测量23
• 2．5 粗糙度的测量23-24
• 2．6 疲劳试验24-27
• 2．6．1 疲劳试验升降法及其数据处理方法24-26
• 2．6．2 疲劳试验26-27
• 2．7 扫描电镜分析27
• 2．8 本章小结27-28
• 第3章 喷丸强化件表象疲劳极限优化研究及应用28-46
• 3．1 喷丸强化件表象疲劳极限优化研究28-37
• 3．1．1 试样材料及试验方法28-29
• 3．1．2 试验结果29-33
• 3．1．3 分析与讨论33-37
• 3．2 压气机转子叶片喷丸强化的表象疲劳极限优化研究37-44
• 3．2．1 试样材料及试验方法37
• 3．2．2 试验结果37-43
• 3．2．3 分析与讨论43-44
• 3．3 本章小结44-46
• 第4章 缺口件表象疲劳极限的定量化分析46-54
• 4．1 试验材料及试验方法47-48
• 4．2 结果与讨论48-53
• 4．3 本章小结53-54
• 第5章 渗碳及渗碳喷丸齿轮轮齿弯曲疲劳极限的定量分析54-68
• 5．1 试验材料及试验方法55-57
• 5．2 试验结果及分析讨论57-66
• 5．2．1 疲劳裂缝萌生及疲劳极限的微细观过程理论57-58
• 5．2．2 三点弯曲试样试验结果分析58-60
• 5．2．3 齿轮试验结果的分析60-65
• 5．2．4 根据小试样疲劳试验结果进行实际零件疲劳极限载荷设计的探讨65-66
• 5．2．5 表面强化工艺和零件形状优化设计准则的探讨66
• 5．3 本章小结66-68
• 结论68-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果73-74
• 致谢74-75
• 作者简介75

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

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中国硕士学位论文全文数据库 前8条

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本文编号：491477