發(fā)布時間：2025-01-10 23:04

　　軸承作為支撐機械設備中旋轉體的一種重要基礎件零件,其套圈的表層性能是影響軸承運行可靠性和疲勞壽命的關鍵因素。超聲滾壓強化技術作為一種新興的表面強化技術,可有效降低材料表面粗糙度并在表層預置一定深度的殘余壓應力,對軸承套圈的表面性能強化具有良好的適用性。本文通過理論分析、仿真模擬及正交試驗法,對超聲滾壓強化在應用于軸承套圈時的一系列力學及相互作用關系問題進行研究。以軸承套圈材料42CrMo為研究對象,基于彈塑性力學理論和接觸力學原理,宏觀上將強化過程視為沖擊載荷作用下的彈塑性接觸變形行為進行研究,對超聲滾壓強化過程中滾壓球與材料表面接觸區(qū)的力學特性進行分析�；�于赫茲接觸理論,給出滾壓球單次沖擊時彈性變形區(qū)應力分布狀態(tài)。根據(jù)材料塑性屈服準則,對進入塑性屈服階段任一時刻的等效塑性應變進行分析。對超聲滾壓過程中的運動關系進行分析,結果表明滾壓球的空間運動軌跡為螺旋線與正弦曲線的耦合曲線,并得出相應運動控制方程。滾壓加工密度與工件轉速及進給速度相關,滾壓球單次沖擊坑面積主要與振幅及靜壓力有關。滾壓球與材料表面的相對滾動降低了接觸摩擦力,有助于提高強化后表面質(zhì)量。建立適用于超聲滾壓的材料本構模型,利...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1超聲滾壓強化裝置示意圖

一套完整的超聲滾壓強化系統(tǒng)主要由超聲波發(fā)生器、換能器、變幅桿、滾壓工具頭及連接線組成(如圖2-1)。超聲滾壓強化實質(zhì)是建立在高頻振動理論和金屬塑性成形技術上的一種加工工藝,集表面光整和表層改性于一體,屬于一種新型機械強化工藝。在超聲滾壓強化回轉體工件時,滾壓工具頭對工件表面施加載....

圖2-2超聲滾壓強化原理圖

強化原理示意圖如圖2-2所示。A段為被強化工件與超聲滾壓球彈塑性接觸前段,接觸初期受進給力和工件旋轉的周向力影響,接觸前端金屬被向未強化部分推擠,表面微觀凸起被逐漸壓入凹坑;B段為彈塑性變形區(qū),經(jīng)由A段發(fā)生“削峰填谷”作用的金屬受靜壓力和超聲頻沖擊影響,產(chǎn)生沿層深方向發(fā)生體積壓縮....

圖2-3固體變形問題隨應變率的變化

超聲滾壓強化過程是靜態(tài)接觸擠壓和動態(tài)高頻振動沖擊過程的耦合,強化過程中的彈塑性變形涉及可變形固體力學的內(nèi)容。一般認為,應變率小于10-5s-1時,變形過程非常緩慢,宏觀上呈現(xiàn)出蠕變特性,此時主要問題為應變與時間的對應關系。在應變率處于10-5～10-1s-1之間時,材料的應變狀態(tài)....

圖2-4接觸中心單元主應力

滾壓球與材料表面的接觸為三維體接觸,不計接觸面前端形變的情況下,接觸區(qū)微元體應力方向如圖2-4所示。由于接觸變形量相對于材料本身尺寸很小,且被強化件曲率半徑遠小于滾壓球半徑,因此單次沖擊過程產(chǎn)生的沖擊坑可近似視為剛性球作用于彈性面,接觸坑近似視為圓形。則在接觸變形區(qū)內(nèi),根據(jù)Her....

本文編號：4025563