不同缺口轴承钢在冲击荷载下的断裂强度分析
发布时间：2021-07-24 20:13
利用断裂设计使材料分离主要是通过给材料添加人为制造缺陷,并对其施加不同形式的荷载来实现,使材料分离过程快速且消耗能量较少。在机械加工行业,棒材作为加工原材料应用尤其广泛。运用断裂设计的理论在机械加工中指导棒材的下料工序,与传统机械行业下料方法相比较,这种下料方法具有加工效率高、消耗能量少、节约原材料和减少对刀具的磨损、尤其适合强度较高的原材料等优点。基于此,本文以金属棒材为研究对象,从试验和数值模拟两个方面对棒材下料过程中破坏机理和主要参数的选取进行分析研究,主要工作如下:（1）本文先从工厂下料过程中影响棒材断裂的因素出发,通过试验讨论棒材V型槽口尺寸参数即开口角度、根角半径、开槽深度对动态加载过程断裂的影响。（2）对比分析三种尺寸参数获得试验结果,根角半径对冲击力虽有影响,但是影响有限;开口角度对冲击力改变基本无影响;开槽深度对冲击力的影响最大。通过对试件断口的分析可知,试件的断裂面均发生根角区域内;试件的断裂是正应力和剪应力共同作用导致,断口面平整、光滑的试件上剪应力作用较强,正应力作用较弱;而在断口面粗糙、出现阶梯断层或撕裂棱的试件上剪应力作用减弱,正应力作用效果增强。（3）对试...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABASTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 棒材下料的基本理论
1.2.1 应力集中现象
1.2.2 断裂类型及分类
1.3 本文研究的主要内容
第二章 不同缺口轴承钢落锤冲击试验
2.1 落锤冲击试验
2.1.1 落锤试验设备
2.1.2 试件及夹具设计
2.1.3 三维动静全场应变DIC测试系统
2.2 试验结果与分析
2.2.1 试样冲击力-时程曲线
2.2.2 试样断口形貌分析
2.3 本章小结
第三章 有限元模型验证
3.1 有限元模型
3.1.1 几何模型
3.1.2 材料模型
3.2 数值模拟结果与讨论
3.2.1 对二次波峰力产生原因的讨论
3.2.2 有限元模型准确性验证
3.3 本章小结
第四章 数值模拟结果与分析
4.1 V型槽口参数优化分析
4.1.1 开口大小的影响分析
4.1.2 根角半径的影响分析
4.1.3 开槽深度的影响分析
4.2 基于最优V型槽口试件破坏过程分析
4.3 基于最优V型槽口的锤头质量优化分析
4.4 本章小结
第五章 全文总结与工作展望
5.1 全文总结
5.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]下料中棒料热应力三轴度的研究[J]. 张立军,赵升吨. 机床与液压. 2008(09)
[2]现代数控板材成形设备的现状及发展趋势(下)[J]. 赵升吨,袁建华,张立军. 机械工人(热加工). 2007(05)
[3]45钢的J-C损伤失效参量研究[J]. 陈刚,陈忠富,徐伟芳,陈勇梅,黄西成. 爆炸与冲击. 2007(02)
[4]棒料几何参数对其预制表面V型槽槽底应力集中系数的影响规律[J]. 张立军,赵升吨,雷净. 塑性工程学报. 2007(01)
[5]非线性有限元软件ABAQUS[J]. 梁明刚. 航空制造技术. 2006(08)
[6]金属材料不同缺口根半径拉伸试样中的应力应变分析[J]. 蒲吉斌,王国珍,游小龙,陈剑虹. 兰州理工大学学报. 2005(03)
[7]V型槽几何参数对裂纹萌生的影响规律[J]. 化春键,赵升吨,宋涛,张学来. 西安交通大学学报. 2004(09)
[8]裂纹技术在应力下料中的研究与应用[J]. 马广英,郎福元,龚俊. 甘肃科学学报. 2003(03)
[9]应力断料及其在破坏力学层面上断裂机理[J]. 萧泽新. 桂林电子工业学院学报. 2002(01)
[10]无切口应力法剪切的实验研究[J]. 韦尧兵,侯运丰,郎福元. 甘肃工业大学学报. 1998(03)
博士论文
[1]基于数值仿真技术的盾构刀盘系统载荷与结构特性研究[D]. 苏翠侠.天津大学 2011
硕士论文
[1]冲击载荷下钢纤维混凝土梁的动态断裂力学行为[D]. 武星星.太原理工大学 2018
[2]受冲击钢梁的响应与弯扭屈曲行为实验研究[D]. 张云.山东建筑大学 2012
[3]数字图像相关（DIC）测量方法在材料变形研究中的应用[D]. 白晓虹.东北大学 2011
[4]金属棒材疲劳断裂研究与应用[D]. 杜瑞妍.郑州大学 2008
[5]棒料折断机构的基本原理与虚拟开发[D]. 刘波.兰州理工大学 2006
本文编号：3301348
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABASTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 棒材下料的基本理论
1.2.1 应力集中现象
1.2.2 断裂类型及分类
1.3 本文研究的主要内容
第二章 不同缺口轴承钢落锤冲击试验
2.1 落锤冲击试验
2.1.1 落锤试验设备
2.1.2 试件及夹具设计
2.1.3 三维动静全场应变DIC测试系统
2.2 试验结果与分析
2.2.1 试样冲击力-时程曲线
2.2.2 试样断口形貌分析
2.3 本章小结
第三章 有限元模型验证
3.1 有限元模型
3.1.1 几何模型
3.1.2 材料模型
3.2 数值模拟结果与讨论
3.2.1 对二次波峰力产生原因的讨论
3.2.2 有限元模型准确性验证
3.3 本章小结
第四章 数值模拟结果与分析
4.1 V型槽口参数优化分析
4.1.1 开口大小的影响分析
4.1.2 根角半径的影响分析
4.1.3 开槽深度的影响分析
4.2 基于最优V型槽口试件破坏过程分析
4.3 基于最优V型槽口的锤头质量优化分析
4.4 本章小结
第五章 全文总结与工作展望
5.1 全文总结
5.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]下料中棒料热应力三轴度的研究[J]. 张立军,赵升吨. 机床与液压. 2008(09)
[2]现代数控板材成形设备的现状及发展趋势(下)[J]. 赵升吨,袁建华,张立军. 机械工人(热加工). 2007(05)
[3]45钢的J-C损伤失效参量研究[J]. 陈刚,陈忠富,徐伟芳,陈勇梅,黄西成. 爆炸与冲击. 2007(02)
[4]棒料几何参数对其预制表面V型槽槽底应力集中系数的影响规律[J]. 张立军,赵升吨,雷净. 塑性工程学报. 2007(01)
[5]非线性有限元软件ABAQUS[J]. 梁明刚. 航空制造技术. 2006(08)
[6]金属材料不同缺口根半径拉伸试样中的应力应变分析[J]. 蒲吉斌,王国珍,游小龙,陈剑虹. 兰州理工大学学报. 2005(03)
[7]V型槽几何参数对裂纹萌生的影响规律[J]. 化春键,赵升吨,宋涛,张学来. 西安交通大学学报. 2004(09)
[8]裂纹技术在应力下料中的研究与应用[J]. 马广英,郎福元,龚俊. 甘肃科学学报. 2003(03)
[9]应力断料及其在破坏力学层面上断裂机理[J]. 萧泽新. 桂林电子工业学院学报. 2002(01)
[10]无切口应力法剪切的实验研究[J]. 韦尧兵,侯运丰,郎福元. 甘肃工业大学学报. 1998(03)
博士论文
[1]基于数值仿真技术的盾构刀盘系统载荷与结构特性研究[D]. 苏翠侠.天津大学 2011
硕士论文
[1]冲击载荷下钢纤维混凝土梁的动态断裂力学行为[D]. 武星星.太原理工大学 2018
[2]受冲击钢梁的响应与弯扭屈曲行为实验研究[D]. 张云.山东建筑大学 2012
[3]数字图像相关（DIC）测量方法在材料变形研究中的应用[D]. 白晓虹.东北大学 2011
[4]金属棒材疲劳断裂研究与应用[D]. 杜瑞妍.郑州大学 2008
[5]棒料折断机构的基本原理与虚拟开发[D]. 刘波.兰州理工大学 2006
本文编号：3301348
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/lxlw/3301348.html
