超声磨削表面残余应力工艺实验与回归分析

为了探索超声磨削的工艺特性,研制了轴向超声磨削加工实验装置,对45钢进行实验研究,采用i XRD便携式高速残余应力分析仪测量磨削表面残余应力,从实验角度分析磨削工艺参数对残余应力的影响,建立了残余应力关于磨削深度、超声振幅和砂轮线速度的回归方程,并用该方程预测表面残余应力.研究结果表明:普通磨削和超声磨削均在试件表面产生残余压应力,且轴向方向的残余压应力显著大于磨削方向的残余压应力;磨削深度和超声振幅能够增大残余压应力,砂轮线速度的增加会降低残余压应力;预测值与实验值的最大相对误差不超过5%,验证了该模型能有效预测超声磨削加工表面残余应力.     

挤压切削加工过程的有限元仿真研究

利用Deform 3D软件建立了挤压切削加工中刀具与工件相互作用的有限元仿真模型,以不同切削速度和背吃刀量对挤压切削加工过程进行仿真分析.通过对工件加工表面变形量及残余应力等仿真结果的对比分析,总结了切削速度和背吃刀量对挤压切削加工工件表面质量的影响规律.最后,对仿真结果进行了试验验证,结果表明仿真模型能够较为真实地反映挤压切削加工的实际过程,证明了模型的有效性.     

高速切削淬硬钢已加工表面白层形成规律研究

高速切削淬硬钢已加工表面存在白层,对工件使用性能具有很大的影响,研究已加工表面白层对改善工件表面质量和切削加工性具有重要意义.通过使用PCBN刀具高速干硬切削GCr15钢和40Cr Ni Mo A钢实验,分析了高速干硬切削表面产生白层的机制,研究了切削速度、后刀面磨损量等切削参数以及材料含碳量对白层厚度的影响规律.研究表明:白层形成过程中,已加工表面材料发生相变,白层厚度随切削速度提高呈现先增加后减小趋势,随刀具磨损量增加而增大;随着工件材料含碳量增加,白层厚度增大.     

高速切削淬硬钢已加工表面白层的形成规律

高速切削淬硬钢已加工表面存在白层,对工件使用性能具有很大的影响,研究已加工表面白层对改善工件表面质量和切削加工性具有重要意义.通过使用PCBN刀具高速干硬切削GCr15钢和40CrNiMoA钢实验,分析了高速干硬切削表面产生白层的机制,研究了切削速度、后刀面磨损量等切削参数以及材料含碳量对白层厚度的影响规律.研究表明:白层形成过程中,已加工表面材料发生相变,白层厚度随切削速度提高呈现先增加后减小趋势,随刀具磨损量增加而增大;随着工件材料含碳量增加,白层厚度增大.     

车削大螺距螺纹轴向分层切削的设计方法

提出车削大螺距螺纹轴向分层切削方法,通过刀工接触关系及切削层参数的研究,揭示出关键工艺控制变量,并讨论螺纹螺旋升角对左右切削刃工作前角和后角的影响,以及切削次序对切削效率的影响;以切削效率、左右螺纹面加工表面一致性为设计目标,以刀具几何角度、切削参数及切削次序为设计变量,提出大螺距螺纹轴向分层切削工艺设计方法;设计并磨制两把刀具,提出与其匹配的工艺设计方案,进行车削大螺距螺纹切削工艺对比实验.实验结果表明,采用该设计方法获得的工艺方案,可使大螺距螺纹在螺距误差、加工表面形貌及其分布上得到明显改善,满足大螺距螺纹加工质量的要求.     

钢箱梁面板与U肋焊接残余应力的分布特性

为研究残余应力场对钢箱梁疲劳性能影响效应,以港珠澳大桥正交异性钢桥面板为例,采用数值模拟的方法,研究了正交异性钢桥面板焊接全过程及残余应力分布特性,分析了板件参数对残余应力的影响效应,得到钢箱梁确定正交异性钢桥面板焊接残余应力分布的经验公式.研究结果表明:采用ANSYS热-结构弱耦合数值模拟方法可反映实际焊接过程中残余应力场的分布;焊缝区域残余应力峰值受板件参数影响较小,横向最大残余应力约为300 MPa;沿板厚方向焊接残余应力符合正弦分布,表明采用正弦函数作为其经验分布模型是可行的.      

超声冲击对镁合金焊接接头疲劳性能的研究现状

概述了镁合金及镁合金焊接接头疲劳性能国内外研究现状,指出了目前镁合金焊接接头疲劳性能研究存在的问题与不足,最后分析了提高镁合金焊接接头疲劳性能和疲劳寿命的研究趋势.超声冲击方法不仅可以有效地降低焊接接头的应力集中系数,降低接头的残余拉伸应力,甚至在焊接接头表面造成残余压应力,还可以细化焊缝及其附近区域的显微组织,甚至达...     

用X射线法研究焊接残余应力的分布

用X射线法测定焊接残余应力,目前仍处于研究阶段。本文通过大量实验证实:只要工件表面处理得当,各项参数选择合理,这种方法是完全可行的,与其他测试方法吻合较好。通过试验得出了沿焊缝线上及垂直于焊缝各截面上的纵向应力与横向应力分布规律,为进一步研究焊接残余应力分布规律,提供了依据。     

改型解放牌汽车转向节主销衬套孔精密镗削试验研究

本文研究了刀具材料及其几何参数的选择、被加工表面粗糙度的影响、刀具耐用度的选择以及切削用量的优化方法,藉以评定锡黄铜(Hsn90-1)板材的切削加工性,也为精密加工衬套孔用组合机床的设计,提供了最佳工艺参数.     

注塑制品残余应力的分析与计算

注塑制品已广泛应用于生活、生产等各个方面，注塑制品的残余应力是决定制品形状、表面质量、使用性能的主要因素。注塑制品的残余应力有两个来源：一个是流动残余应力。一个是热残余应力。结合熔体在注塑过程中的粘弹性变化特点。分析了注塑制品残余应力的产生原因和影响因素，给出了残余应力的计算方法。研究残余应力的产生机理对改善成型加工工艺条件、提高产品质量、降低废品率具有重要意义。     

船厂大型钢结构件时效处理的新方法

影响船厂大型钢结构尺寸稳定的主要原因是工件内部存在着接残余应力,这些残余应力有很大的危害性。现对振动去应力消消除有害残余应力的原理和振动去应力工艺与参数的确定及振动去应力效果的判定加以研究。     

厚钢板对接焊缝残余应力的数值模拟

基于ABAQUS及其子程序DFLUX,采用热力间接耦合法,对不同厚度尺寸的Q345B厚钢板的对接焊缝进行了三维模拟分析,得到了焊接的温度场分布和最终焊接残余应力分布.结果表明：构件表面焊接残余应力大于中间面;表面纵向和横向残余应力都有一定的规律;对接焊缝沿纵向焊接残余应力随着板厚度的增加而增加,这种增加的趋势对厚度小于70 mm的钢板很明显,对70～80 mm的钢板不明显;而横向残余应力随钢板厚度的增加变化不显著.     

X65管线厚板控制冷却时的相变效应

为明确相变效应对X65管线厚板控制冷却的影响,通过开发线性混合热膨胀模型、拓展Avrami相变动力学模型和应用Leblond模型建立了热力耦合有限元模型.用该模型研究了X65管线厚板在上下层流冷却系数分别为3和1 kW/(m2.K)的非对称控制冷却时,相变效应对温度、残余应力和应变的影响.结果表明:相变期间,潜热减缓心部和下表面的冷却速度达50%、25%;潜热和TRIP效应分别产生峰值为89、-89 MPa,并且130、-170 MPa的应力可减小整体残余应力;相变膨胀产生峰值为723、-479 MPa的组织应力决定了整体残余应力大小及分布.     

焊趾TIG重熔跟随激冷处理工艺

用钻孔法测试了焊态、TIG重熔及随后激冷处理状态下对接接头焊趾区的残余应力,并研究了接头的显微组织与力学性能.结果表明:当焊趾TIG重熔区表面在550℃时激冷处理后,残余拉应力转变成压应力,且重熔区没有发生脆化,接头的力学性能满足技术要求.     

切削参数对7075铝合金铣削性能影响仿真分析

通过热弹塑性变形有限元法,建立了7075铝合金铣削加工热力耦合三维有限元仿真模型,分析了各切削分力和切削温度随时间变化曲线,研究了不同切削参数对各切削分力和切削温度的影响规律.结果表明,在给定切削参数范围内,切削深度对各方向切削力均产生较大影响,其中,随着切削深度从0.1 mm增大到2.6 mm,吃刀抗力增加84.5 ...     

基于DEFORM的空压机曲轴圆角滚压过程仿真与分析

应用DEFORM软件对曲轴滚压模型进行滚压过程的数值模拟,研究在滚压过程中危险部位的滚压应力和残余情况,以及滚压参数(滚压圈数、滚压速度、滚轮半径等)对残余应力的影响;接着对曲轴模型进行疲劳强度分析,研究其在受载情况下轴颈部位的应力变化情况。研究表明:圆角滚压技术是提高曲轴疲劳强度最有效的方法,不仅可以降低曲轴表面粗糙度、提高硬度,还可以减少应力集中、降低成本、提高生产效率。     

RV减速器摆线轮轴承孔精镗加工工艺分析

以RV80E减速器摆线轮为研究对象,利用金属切削有限元软件Advant Edge FEM对其轴承孔精镗加工过程进行仿真分析,模拟了切削温度和切削力的变化情况.在此基础上,分析了不同进给量对切削温度、刀具切削力的影响,确定了摆线轮轴承孔精镗加工的最佳进给量范围,仿真分析结果为实际摆线轮轴承孔镗削加工的切削参数选择提供了参考.     

汽车覆盖件模具切削物理数据库研究

近年来我国汽车制造业的迅速发展,导致汽车覆盖件模具需求很大.目前,很多发达国家学者进行了金属切削数据库的开发和研究,然而我国针对于汽车覆盖件模具切削加工的先进切削数据库系统比较少.本文以汽车覆盖件模具切削为研究对象,通过研究模具加工中的基础切削问题与基本加工工艺,以服务的角度出发,采用大数据、云计算技术建立汽车用淬硬钢模具切削基础数据库云平台,挖掘机床性能、加工工艺、刀具选择与加工质量的基本关系,提供标准模具工艺查询、工艺参数优化、刀具优选等服务,为智能机床装备的使用提供基础数据支持.     

铁路车辆部件抗疲劳评估的进展与挑战

从铁路车辆的安全运用及服役评估出发，论述了转向架部件(如构架、车轴等)的抗疲劳评估及应用进展，重点分析了合金钢EA4T车轴和碳素钢S38C车轴的设计理念差别，阐明了车轴运用评估中存在的难定量和过保守的理论局限性; 首创了“名义应力”+“损伤容限”有机融合的阶梯疲劳评估方法，给出了样本信息聚集改进原理、基于单轴拉伸的裂纹扩展模型、应力-缺陷-寿命的三参数评估图和表面残余应力重建等四大关键技术。分析结果表明:基于传统名义应力法的抗疲劳设计给出的寿命预测偏于保守，导致车辆部件维修不足或者过度维修; 基于单轴拉伸性能的新型裂纹扩展模型的精度优于NASGRO方程; Kitagawa-Takahashi图把基于名义应力的疲劳极限和基于断裂力学的缺陷特征有机关联起来，比Goodman图更直观、定量和全面; 基于表面单位压力法，获得了与实测结果一致的S38C车轴的压缩残余应力分布，表明压缩残余应力的引入提高了新干线车轴的抗微动磨损能力和抗疲劳裂纹扩展能力; 广域环境服役、超高周疲劳、增材修复再制造、断裂求解技术及动力学和强度学结合等问题成为未来研究的重要课题。      

钢板喷丸处理残余应力场和表面粗糙度数值模拟

为了揭示钢板喷丸处理后残余应力场以及表面粗糙度的分布规律,采用有限元软件ABAQUS建立了多丸模型,模拟了铸铁丸对桥梁用钢Q345钢板的喷射过程,对比分析了冲击速度、冲击次数和弹丸直径对喷丸后钢板水平向残余应力沿板厚的分布以及表面粗糙度的影响.研究结果表明,随着冲击速度、冲击次数以及弹丸直径的增加,残余压应力有均匀化的趋势,并且分布范围逐渐向厚度方向发展,同时表面粗糙度也随之逐渐增大.根据表面粗糙度随冲击次数的变化规律,建议采用对数函数来表示二者的关系,并给出了弹丸直径为1.4 mm情况下表面粗糙度值与喷丸速度和冲击次数的相互关系.