新型轴用钢喷丸强化机理及摩擦磨损和接触疲劳性能研究
发布时间：2025-02-10 18:48
随着高速重载车辆大功率与轻量化的发展趋势,传动轴的工况将进一步恶劣,磨损与疲劳失效加剧,新型轴用钢的研究迫在眉睫。25CrNi2MoV钢是一种新型的高速重载轴用钢,采用表面强化技术来提高其综合性能以及延长服役寿命,具有重要的工程意义,但目前对该材料的喷丸强化研究尚未见报道。本文通过对25CrNi2MoV钢进行喷丸强化,系统地研究了喷丸工艺参数对其表面性能、摩擦磨损性能与接触疲劳性能的影响,明晰了喷丸强化机理。主要研究内容如下:（1）研究了喷丸强化对25CrNi2MoV钢表面性能的影响。结果表明:喷丸强化使材料表面产生了具有一定厚度且经过剧烈塑性变形的强化层,提高了材料的表面粗糙度与表层显微硬度,细化了表层组织,增大了表面残余压应力。当喷丸气压、覆盖率与弹丸直径分别为0.6 MPa-300%-0.8 mm,0.2 MPa-300%-0.4 mm时,材料可获得最大表面硬度与表面残余压应力,最小表面粗糙度。（2）利用ABAQUS软件对25CrNi2MoV钢进行了喷丸强化有限元模拟研究。结果表明:当喷丸速度增大时,材料表面残余压应力依次增大,次表面最大残余压应力先增大后减小。当弹丸直径增大时,表...
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 轴类零件失效形式
1.2.1 摩擦磨损失效机制
1.2.2 接触疲劳失效机制
1.2.3 疲劳断裂失效机制
1.3 材料喷丸强化技术
1.3.1 喷丸强化技术原理
1.3.2 喷丸强化工艺参数
1.3.3 喷丸有限元模拟技术
1.4 喷丸强化技术国内外研究现状
1.4.1 钢铁材料喷丸强化技术国内外研究状况
1.4.2 轴类材料喷丸强化技术国内外研究状况
1.5 喷丸强化技术的发展趋势
1.6 课题研究意义与论文的主要研究内容
第二章 新型轴用钢喷丸强化试验研究
2.1 试验材料与试验方法
2.2 喷丸强化正交试验与分析
2.2.1 表面粗糙度的正交试验分析
2.2.2 表面显微硬度的正交试验分析
2.3 喷丸强化工艺参数对轴用钢微观组织的影响研究
2.3.1 喷丸气压对材料微观组织的影响
2.3.2 覆盖率对材料微观组织的影响
2.3.3 弹丸直径对材料微观组织的影响
2.4 喷丸强化工艺参数对轴用钢表面形貌的影响研究
2.4.1 喷丸气压对材料表面形貌的影响
2.4.2 覆盖率对材料表面形貌的影响
2.4.3 弹丸直径对材料表面形貌的影响
2.5 喷丸强化工艺参数对轴用钢显微硬度的影响研究
2.5.1 喷丸气压对材料显微硬度的影响
2.5.2 覆盖率对材料显微硬度的影响
2.5.3 弹丸直径对材料显微硬度的影响
2.6 喷丸强化工艺参数对轴用钢表面残余应力的影响研究
2.6.1 喷丸气压对材料表面残余应力的影响
2.6.2 覆盖率对材料表面残余应力的影响
2.6.3 弹丸直径对材料表面残余应力的影响
2.7 喷丸强化工艺参数优化分析
2.8 本章小结
第三章 新型轴用钢喷丸强化有限元模拟分析研究
3.1 多丸粒喷丸强化模拟方法
3.1.1 模型建立
3.1.2 边界条件
3.1.3 网格划分
3.1.4 能量变化
3.2 喷丸速度的影响
3.2.1 喷丸速度对残余应力的影响
3.2.2 喷丸速度对表面形貌的影响
3.2.3 喷丸速度对等效塑性应变的影响
3.3 覆盖率的影响
3.3.1 覆盖率对残余应力的影响
3.3.2 覆盖率对表面形貌的影响
3.3.3 覆盖率对等效塑性应变的影响
3.4 弹丸直径的影响
3.4.1 弹丸直径对残余应力的影响
3.4.2 弹丸直径对表面形貌的影响
3.4.3 弹丸直径对等效塑性应变的影响
3.5 本章小结
第四章 喷丸强化对新型轴用钢摩擦磨损性能影响的研究
4.1 喷丸强化对材料滑动磨损性能影响的研究
4.1.1 滑动磨损试验设备与试验方法
4.1.2 滑动摩擦性能分析
4.1.3 滑动磨损性能分析
4.1.4 滑动磨损机理分析
4.2 喷丸强化对材料微动磨损性能影响的研究
4.2.1 微动磨损试验设备与试验方法
4.2.2 微动摩擦性能分析
4.2.3 微动磨损性能分析
4.2.4 微动磨损机理分析
4.3 本章小结
第五章 喷丸强化对新型轴用钢接触疲劳性能影响的研究
5.1 接触疲劳试验设备与试验方法
5.2 接触疲劳试验应力应变分布分析
5.3 接触疲劳寿命分析
5.4 接触疲劳失效机理分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：4032914
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 轴类零件失效形式
1.2.1 摩擦磨损失效机制
1.2.2 接触疲劳失效机制
1.2.3 疲劳断裂失效机制
1.3 材料喷丸强化技术
1.3.1 喷丸强化技术原理
1.3.2 喷丸强化工艺参数
1.3.3 喷丸有限元模拟技术
1.4 喷丸强化技术国内外研究现状
1.4.1 钢铁材料喷丸强化技术国内外研究状况
1.4.2 轴类材料喷丸强化技术国内外研究状况
1.5 喷丸强化技术的发展趋势
1.6 课题研究意义与论文的主要研究内容
第二章 新型轴用钢喷丸强化试验研究
2.1 试验材料与试验方法
2.2 喷丸强化正交试验与分析
2.2.1 表面粗糙度的正交试验分析
2.2.2 表面显微硬度的正交试验分析
2.3 喷丸强化工艺参数对轴用钢微观组织的影响研究
2.3.1 喷丸气压对材料微观组织的影响
2.3.2 覆盖率对材料微观组织的影响
2.3.3 弹丸直径对材料微观组织的影响
2.4 喷丸强化工艺参数对轴用钢表面形貌的影响研究
2.4.1 喷丸气压对材料表面形貌的影响
2.4.2 覆盖率对材料表面形貌的影响
2.4.3 弹丸直径对材料表面形貌的影响
2.5 喷丸强化工艺参数对轴用钢显微硬度的影响研究
2.5.1 喷丸气压对材料显微硬度的影响
2.5.2 覆盖率对材料显微硬度的影响
2.5.3 弹丸直径对材料显微硬度的影响
2.6 喷丸强化工艺参数对轴用钢表面残余应力的影响研究
2.6.1 喷丸气压对材料表面残余应力的影响
2.6.2 覆盖率对材料表面残余应力的影响
2.6.3 弹丸直径对材料表面残余应力的影响
2.7 喷丸强化工艺参数优化分析
2.8 本章小结
第三章 新型轴用钢喷丸强化有限元模拟分析研究
3.1 多丸粒喷丸强化模拟方法
3.1.1 模型建立
3.1.2 边界条件
3.1.3 网格划分
3.1.4 能量变化
3.2 喷丸速度的影响
3.2.1 喷丸速度对残余应力的影响
3.2.2 喷丸速度对表面形貌的影响
3.2.3 喷丸速度对等效塑性应变的影响
3.3 覆盖率的影响
3.3.1 覆盖率对残余应力的影响
3.3.2 覆盖率对表面形貌的影响
3.3.3 覆盖率对等效塑性应变的影响
3.4 弹丸直径的影响
3.4.1 弹丸直径对残余应力的影响
3.4.2 弹丸直径对表面形貌的影响
3.4.3 弹丸直径对等效塑性应变的影响
3.5 本章小结
第四章 喷丸强化对新型轴用钢摩擦磨损性能影响的研究
4.1 喷丸强化对材料滑动磨损性能影响的研究
4.1.1 滑动磨损试验设备与试验方法
4.1.2 滑动摩擦性能分析
4.1.3 滑动磨损性能分析
4.1.4 滑动磨损机理分析
4.2 喷丸强化对材料微动磨损性能影响的研究
4.2.1 微动磨损试验设备与试验方法
4.2.2 微动摩擦性能分析
4.2.3 微动磨损性能分析
4.2.4 微动磨损机理分析
4.3 本章小结
第五章 喷丸强化对新型轴用钢接触疲劳性能影响的研究
5.1 接触疲劳试验设备与试验方法
5.2 接触疲劳试验应力应变分布分析
5.3 接触疲劳寿命分析
5.4 接触疲劳失效机理分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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