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超声强化对34CrNiMo6钢外螺纹根部残余应力的影响
1
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。
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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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职称材料
题名
超声强化对34CrNiMo6钢外螺纹根部残余应力的影响
1
作者
郭鹏
刘轩宇
牛奕霖
杨旭
刘治华
机构
郑州
大学机械与动力工程
学院
抗疲劳制造产业技术研究院
河
南
省抗疲劳制造技术工程研究中心
郑州航空工业管理学院南乌拉尔学院
南
乌拉尔
国立大学理工
学院
大连海事大学轮机工程
学院
出处
《表面技术》
北大核心
2025年第19期163-172,共10页
基金
国家自然科学基金重点项目(12432004)。
文摘
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。
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
Keywords
J-C constitutive model
ultrasonic strengthening
thread root
numerical simulation
residual stress field
分类号
TG306 [金属学及工艺—金属压力加工]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
超声强化对34CrNiMo6钢外螺纹根部残余应力的影响
郭鹏
刘轩宇
牛奕霖
杨旭
刘治华
《表面技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
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