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前混合水射流组合喷丸的机理与试验研究
1
作者 马泳涛 张越江 +3 位作者 刘兰荣 李春凡 孙万顺 孙宝成 《表面技术》 北大核心 2025年第9期225-238,共14页
目的对18CrNiMo7-6渗碳钢进行不同丸粒条件下的混合射流喷丸研究。方法基于Hertz理论分析,构建一次喷丸工艺的残余应力场解析预测模型,并进行试验验证,在此基础上获取达到残余应力场近饱和的喷丸试验参数;选择不同的丸粒类型、压力等试... 目的对18CrNiMo7-6渗碳钢进行不同丸粒条件下的混合射流喷丸研究。方法基于Hertz理论分析,构建一次喷丸工艺的残余应力场解析预测模型,并进行试验验证,在此基础上获取达到残余应力场近饱和的喷丸试验参数;选择不同的丸粒类型、压力等试验参数来探究二次微细喷丸处理渗碳钢对其残余应力、表面质量的影响规律。结果在一次喷丸(First-shot peening)处理获得饱和残余应力场的条件下,采用ϕ0.1 mm的铸钢丸和ϕ0.05 mm的强化钢丸/玻璃丸进行二次喷丸(Secondary-shot peening)时,随着喷丸强度的提高,铸钢丸喷丸处理出现了过喷,并发生残余应力消退(消残)现象,在最高强度下残余应力最大值所在深度降低了约50μm,总影响深度降低了约120μm,表面粗糙度Ra随之增大,由0.78μm升至1.78μm;微细强化钢丸未对已有残余应力场造成过大的影响,表面粗糙度先减小后增大,最低为0.81μm;微细玻璃丸对试样的残余应力场、表面粗糙度的影响不大。铸钢丸在压力2 MPa、喷嘴移速16 mm/s,或微细强化钢丸在6 MPa、4 mm/s时,其喷丸效果更好。结论二次喷丸工艺中,在适宜的喷丸强度下使用微细丸粒不仅能增强原有的残余应力场,还可以显著提高一次喷丸处理后的表面质量。 展开更多
关键词 前混合水射流 二次喷丸 微细喷丸 粗糙度 残余应力 饱和残余应力场
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考虑加工参数和铣刀螺旋角的铣削力研究
2
作者 王栋 吕梦涵 +3 位作者 吕二阳 任泊龙 陈磊 韩奥伟 《工具技术》 北大核心 2025年第10期69-75,共7页
为探究加工参数对铣削18CrNiMo7-6钢瞬时铣削力的影响,基于单因素试验获得不同螺旋角铣刀对应的铣削力系数,建立铣削18CrNiMo7-6钢的瞬时铣削力理论模型,该模型同时考虑切削参数和刀具螺旋角。试验结果表明,该瞬时铣削力模型中铣削力信... 为探究加工参数对铣削18CrNiMo7-6钢瞬时铣削力的影响,基于单因素试验获得不同螺旋角铣刀对应的铣削力系数,建立铣削18CrNiMo7-6钢的瞬时铣削力理论模型,该模型同时考虑切削参数和刀具螺旋角。试验结果表明,该瞬时铣削力模型中铣削力信号波峰波谷值平均值误差在13.63%以内,平均铣削力误差在22.74%以内;较大的铣刀螺旋角有利于增强加工过程稳定性,不易出现空切现象。同时,基于正交试验结果建立铣削力经验模型,得到的平均铣削力误差在19.89%以内,对平均铣削力影响最大的加工参数依次为每齿进给量f_(z)、切削宽度a_(e)、切削深度a_(p)和主轴转速n。 展开更多
关键词 低碳钢 螺旋角 铣削力 正交试验
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轴承沟道低粗糙度旋转磁场磁粒研磨研究
3
作者 王栋 任泊龙 +3 位作者 吕二阳 吕梦涵 陈磊 韩奥伟 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第4期99-105,共7页
为降低轴承沟道的表面粗糙度,设计了一种可以生成旋转磁场的磁粒研磨装置,对轴承沟道进行光整加工。采用正交试验探究SiC粒度号、Fe粒度号、加工间隙及工件转速4个工艺参数对轴承沟道表面粗糙度的影响,得出最优工艺参数组合,对轴承沟道... 为降低轴承沟道的表面粗糙度,设计了一种可以生成旋转磁场的磁粒研磨装置,对轴承沟道进行光整加工。采用正交试验探究SiC粒度号、Fe粒度号、加工间隙及工件转速4个工艺参数对轴承沟道表面粗糙度的影响,得出最优工艺参数组合,对轴承沟道进行加工验证。结果表明:在SiC粒度号为400#、Fe粉粒度号为115#、加工间隙为0.5 mm、工件转速为1200 r/min的试验条件下,试样表面粗糙度S_(a)可达到0.056μm;SiC颗粒粒径对试样沟道表面粗糙度S_(a)影响最大,Fe颗粒粒径影响最小;最优工艺参数组合为:SiC粒度号为600#,Fe粉粒度号为120#,加工间隙为1 mm,工件转速为1200 r/min;以该工艺参数组合开展旋转磁场磁粒研磨试验,轴承沟道表面粗糙度S_(a)可降至0.044μm。 展开更多
关键词 旋转磁场 磁粒研磨 轴承沟道 表面粗糙度
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切向车铣轴承内沟道表面粗糙度研究
4
作者 王栋 吕二阳 +2 位作者 陈磊 任泊龙 吕梦涵 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第3期119-125,共7页
为探究深沟球轴承内沟道车铣加工代替传统磨削加工的可行性,对切向车铣加工深沟球轴承内沟道进行了研究,基于Matlab提出了一种三维表面粗糙度Sa仿真模型,并进行试验验证,分析对比了铣刀转速、工件转速和每齿进给量对工件三维表面粗糙度... 为探究深沟球轴承内沟道车铣加工代替传统磨削加工的可行性,对切向车铣加工深沟球轴承内沟道进行了研究,基于Matlab提出了一种三维表面粗糙度Sa仿真模型,并进行试验验证,分析对比了铣刀转速、工件转速和每齿进给量对工件三维表面粗糙度的影响规律。结果表明,随着铣刀转速的提高,三维表面粗糙度值减小,随着工件转速的提高和每齿进给量的增大,三维表面粗糙度值增大,试验结果与仿真结果均方根误差为12%,验证了仿真模型的准确性。 展开更多
关键词 切向车铣 深沟球轴承内沟道 MATLAB 三维表面粗糙度
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基于表面三维形貌的镜面铝光泽度研究
5
作者 王栋 陈磊 +3 位作者 马启昌 刘继刚 李朝锋 方治峰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第9期126-131,共6页
为了改善镜面铝表面的光泽度,通过研磨抛光试验结合统计学以及光学原理,系统探讨了三维形貌参数与光泽度的关系,并建立算数平均高度(Sa)、最小自相关长度(Sal)、界面扩展面积比(Sdr)与光泽度(Gloss)之间的经验公式。研究结果表明,Sa和Sd... 为了改善镜面铝表面的光泽度,通过研磨抛光试验结合统计学以及光学原理,系统探讨了三维形貌参数与光泽度的关系,并建立算数平均高度(Sa)、最小自相关长度(Sal)、界面扩展面积比(Sdr)与光泽度(Gloss)之间的经验公式。研究结果表明,Sa和Sdr与光泽度之间呈现负相关关系,而Sal与光泽度之间呈现正相关关系;Sa和光泽度并不是一一对应的关系,多个形貌参数综合影响光泽度;基于Sa、Sal和Sdq建立的光泽度经验模型的平均预测误差为4.42%,所有预测误差均在10%以下。 展开更多
关键词 镜面铝 三维形貌参数 光泽度 研磨抛光
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应力比对高碳Q—P—T钢疲劳裂纹扩展行为的影响
6
作者 宋子欣 秦盛伟 +1 位作者 朱志民 刘冰阳 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期2228-2235,共8页
在3种不同的应力比(R=-0.5、0和0.5)下,对高碳淬火—分配—回火(Q—P—T)钢进行了疲劳裂纹扩展试验和显微组织表征。研究结果表明:随着应力比R的增加,高碳Q—P—T钢的裂纹扩展速率升高;疲劳裂纹扩展以穿晶断裂和沿晶断裂混合扩展的方式... 在3种不同的应力比(R=-0.5、0和0.5)下,对高碳淬火—分配—回火(Q—P—T)钢进行了疲劳裂纹扩展试验和显微组织表征。研究结果表明:随着应力比R的增加,高碳Q—P—T钢的裂纹扩展速率升高;疲劳裂纹扩展以穿晶断裂和沿晶断裂混合扩展的方式进行;在裂纹稳定扩展区,随着R的增加,冰糖状沿晶断裂逐渐增多;使用有效应力强度因子幅值ΔK_(eff)表征试样的裂纹扩展速率时,不同应力比下的裂纹扩展速率曲线几乎重合,表明裂纹闭合效应是应力比影响裂纹扩展速率的主要机制。当R=-0.5时,裂纹附近的几何必须位错密度高于R=0和0.5时的几何必须位错密度,且分布均匀,说明在疲劳裂纹扩展过程中发生了更均匀的塑性变形,导致裂纹尖端更容易闭合,降低了裂纹扩展的驱动力,从而减缓了裂纹扩展速率。 展开更多
关键词 淬火—分配—回火(Q—P—T)工艺 应力比 裂纹扩展 裂纹闭合
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超声强化对34CrNiMo6钢外螺纹根部残余应力的影响
7
作者 郭鹏 刘轩宇 +2 位作者 牛奕霖 杨旭 刘治华 《表面技术》 北大核心 2025年第19期163-172,共10页
目的建立外螺纹根部超声滚压仿真模型,结合试验和仿真,研究超声滚压静压力、超声振幅和滚压遍数对34CrNiMo6钢外螺纹根部表层残余应力的影响。方法在MTS809.25型250 kN拉扭疲劳试验系统及分离式霍普金森压杆试验系统上,对34CrNiMo6钢的J... 目的建立外螺纹根部超声滚压仿真模型,结合试验和仿真,研究超声滚压静压力、超声振幅和滚压遍数对34CrNiMo6钢外螺纹根部表层残余应力的影响。方法在MTS809.25型250 kN拉扭疲劳试验系统及分离式霍普金森压杆试验系统上,对34CrNiMo6钢的Johnson-Cook(J-C)本构模型参数进行标定,通过Hypermesh、Matlab联合建立带螺纹升角的螺纹有限元模型,基于赫兹接触理论给出静态力压下深度,从而建立外螺纹根部超声滚压仿真模型,通过试验对该模型进行有效性验证,并研究不同工艺参数对强化后螺纹根部残余应力的影响。结果所建仿真模型残余应力计算结果与试验结果趋势相吻合,平均误差为11.4%。对外螺纹根部进行超声滚压仿真,发现最大残余压应力随着静压力、超声振幅的增大而增大,随着滚压遍数的增加呈先增大后减小的趋势。当其他参数相同时,残余压应力分别在静压力1 kN、振幅10μm、滚压4遍时达到最大值,分别为–719.54、–723.61、–691.03 MPa。结论通过超声滚压强化可以显著提高34CrNiMo6钢外螺纹根部的残余压应力,所建仿真模型能够有效预测强化后螺纹根部的应力分布。针对因根部圆角半径较小无法通过试验准确测量残余应力的螺纹,提供了一种仿真分析获取残余应力的方法。 展开更多
关键词 J-C本构模型 超声强化 螺纹根部 数值模拟 残余应力场
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18CrNiMo7-6钢V型缺口成形外圆磨削三维表面粗糙度
8
作者 张银霞 宋作鹏 +2 位作者 梁蓝夫 李梦琪 王栋 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期78-87,共10页
为了探究成形外圆磨削加工工艺参数对18CrNiMo7-6钢表面质量的影响,并确定较优的工艺参数组合,利用万能工具磨床和CBN成形砂轮,采用成形磨削V型缺口技术,以工件转速、砂轮转速和砂轮径向进给速度为变量,以表面粗糙度、均方根粗糙度、表... 为了探究成形外圆磨削加工工艺参数对18CrNiMo7-6钢表面质量的影响,并确定较优的工艺参数组合,利用万能工具磨床和CBN成形砂轮,采用成形磨削V型缺口技术,以工件转速、砂轮转速和砂轮径向进给速度为变量,以表面粗糙度、均方根粗糙度、表面偏斜度和表面峭度等三维表面粗糙度幅度参数为评价表面质量的指标开展单因素和正交试验研究.试验结果表明:随着工件转速的增大,表面粗糙度、均方根粗糙度和表面偏斜度均先减小后增大,而表面峭度逐渐减小;随着砂轮转速的增大,表面粗糙度和均方根粗糙度也先减小后增大,而表面偏斜度和表面峭度先增大后减小;随着砂轮径向进给速度的增大,表面粗糙度和均方根粗糙度均逐渐增大,表面偏斜度和表面峭度则先增大后减小.三变量对工件三维表面粗糙度的影响程度从大到小依次为砂轮转速、砂轮径向进给速度和工件转速.综合试验结果确定较优的工艺参数:工件转速、砂轮转速和砂轮径向进给速度分别为900 r/min、5000 r/min和0.15 mm/min. 展开更多
关键词 18CrNiMo7-6钢 磨削加工 三维表面粗糙度 成形磨削 灰色关联分析法
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18CrNiMo7-6合金钢表面变质层动态本构模型的分层反演方法
9
作者 徐广涛 李功 +2 位作者 常晓安 韩光照 赵明皞 《机械强度》 北大核心 2025年第9期54-61,共8页
针对18CrNiMo7-6合金钢表面变质层的静、动态力学行为表征问题,提出表面变质层(Surface-Modified Layer, SML)Johnson-Cook(J-C)本构模型分层反演方法。将SML进行分层处理,开展了含有不同表面变质层厚度的圆柱试样动态压缩试验;通过递... 针对18CrNiMo7-6合金钢表面变质层的静、动态力学行为表征问题,提出表面变质层(Surface-Modified Layer, SML)Johnson-Cook(J-C)本构模型分层反演方法。将SML进行分层处理,开展了含有不同表面变质层厚度的圆柱试样动态压缩试验;通过递进式参数反演,分别确定了SML各层深处的应变率敏感系数C;结合SML各层深处不同温度准静态薄板拉伸试验,确定了其对应的屈服强度A、应变硬化系数B、应变硬化指数n及热软化指数m。试验结果表明,18CrNiMo7-6合金钢SML呈明显的应变硬化、应变率强化及温度软化效应。此外,建立了J-C本构模型参数与无量纲深度h/hb(到SML表面的距离/SML有效深度)的关联模型,为后续的复合强化仿真提供支撑。 展开更多
关键词 表面变质层 Johnson-Cook本构模型 渗碳 18CrNiMo7-6合金钢
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临界区淬火对低碳Q—P—T钢高温拉伸性能的影响
10
作者 刘冰阳 陈生超 +2 位作者 刘治华 卢金生 秦盛伟 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期2682-2692,共11页
为探究低碳钢在高温服役环境下,力学性能与铁素体、残余奥氏体和马氏体三相之间的关系,对试验钢分别进行淬火—配分—回火(quenching—partitioning—tempering,Q—P—T)与临界区淬火—配分—回火(intercritical quenching—partitionin... 为探究低碳钢在高温服役环境下,力学性能与铁素体、残余奥氏体和马氏体三相之间的关系,对试验钢分别进行淬火—配分—回火(quenching—partitioning—tempering,Q—P—T)与临界区淬火—配分—回火(intercritical quenching—partitioning—tempering,IQ—P—T)工艺处理,在不同温度(25、100、200、300℃)下进行轴向拉伸试验。研究结果表明:在室温拉伸下,相较于Q—P—T组试验钢,IQ—P—T组试验钢抗拉强度下降,伸长率上升。在100~300℃拉伸温度下,Q—P—T组试验钢抗拉强度随拉伸温度的升高呈现出先降后升的趋势,而IQ—P—T组试验钢表现出与Q—P—T组试验钢相反的趋势,其原因是在高温软化作用下,Q—P—T试验钢强度本应一直降低,但残余奥氏体热稳定性随温度升高逐渐增加,原本发生相变的残余奥氏体减少,在更高应变条件下,残余奥氏体可持续发生相变,进而产生较高程度的相变诱发塑性(transformation induced plasticity,TRIP)效应,导致抗拉强度在300℃时不降反增。IQ—P—T组奥氏体热稳定性受温度、铁素体中C、Mn扩散以及奥氏体周围相的共同影响,随着温度升高,奥氏体转变量先增后减,整体抗拉强度出现先升后降的趋势。 展开更多
关键词 淬火—配分—回火 临界区淬火—配分—回火 铁素体 残余奥氏体 高温拉伸性能
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