强化研磨喷射角度对GCr15轴承钢加工的影响

利用ABAQUS有限元仿真软件进行强化研磨加工模拟,并采用用户子程序UMAT定义材料的本构关系。在保持喷射平均速度和喷射压力不变时,通过改变喷射角度得到Mises应力和碰撞能量在55°时最佳。对比应力—应变曲线图与强度与塑性的配合曲线图可知,GCr15轴承钢是中等强度、中等塑性和高韧性的材料。试验表明,在55°～60°时强化厚度最优,具备良好的油囊结构;在45°～55°时硬度表现最佳。结合仿真和试验强化研磨喷射角度可知,在55°左右可获得良好的机械性能。     

强化研磨对GCr15轴承钢耐蚀性的影响

通过改变强化研磨喷射角度对GCr15轴承钢进行加工，并开展盐雾腐蚀试验，结合腐蚀动力学曲线、傅里叶红外光谱图、腐蚀微观形貌图、三维形貌图进行腐蚀机理分析。结果表明：盐雾腐蚀试验后强化研磨试样得到的n=0.723 8,且腐蚀产物中γ-FeOOH的占比较低，表明强化研磨试样腐蚀产物层对基体材料的保护性能更好；随着强化研磨喷射角度的增加，试样耐蚀性能变好，试样表面逐渐由均匀腐蚀转化为边缘点蚀，试样的腐蚀速率逐渐降低；强化研磨喷射角度为90°时，GCr15轴承钢腐蚀速率为0.060 4 mm/a,耐蚀等级为5,腐蚀速率远低于未强化研磨试样，表明强化研磨加工可使工件具有较好的耐蚀性。     

强化研磨加工中喷射角度对GCr15轴承钢耐摩擦腐蚀性能的影响

研究不同喷射角度下强化研磨处理GCr15轴承钢板表面耐摩擦腐蚀性的影响.通过改变强化研磨喷射角度,在3.5％NaCl中进行摩擦磨损实验,测试其耐摩擦腐蚀性能.并对试样进行金相组织、SEM、显微硬度、质量磨损和表面磨痕分析.在不同喷射角度下的摩擦腐蚀试验下,磨损量分别为0.0925 g、0.0533 g、0.0247 g,低于未处理的试样(0.1311 g),其表面磨痕宽度分别为491.9μm、346.8μm、323.2μm,比未处理的试样低(545.9μm),但是其表面粗糙度分别为Ra0.545μm、Ra0.598μm、Ra0.618μm,比未处理的试样高(0.481μm).当喷射角度由30°增加至90°时,其质量磨损量下降72％,表面磨痕宽度下降41％,表面粗糙度上升18％,强化层厚度增加55％,当喷射角度为90°时,试样的显微硬度最高(HV895.4).由此得出结论:不同喷射角度下强化研磨加工处理GCr15轴承钢板后,材料表层虽然粗糙度有所提升,但是组织尺寸变小、硬度提高、出现组织均匀的致密强化层,在综合条件下材料的耐摩擦腐蚀性能得到提高.     

强化研磨微纳加工残余应力的数值模拟分析

为了探究强化研磨微纳加工中磨粒喷射速度和喷射角度对残余应力场分布的影响,采用ABAQUS有限元分析软件进行数值模拟,建立了表面覆盖为100%的单颗粒磨粒撞击GCr15轴承钢靶材的模型。利用单一控制变量的方法对比了不同速度和不同角度下仿真模拟靶材表面残余应力的大小以及残余应力层深。研究结果表明,强化研磨微纳加工可以在靶材引入0.09~0.143 mm的残余应力层,最大残余压应力和表面残余压应力值具有一定的正相关性,在喷射角度为5π/12和喷射速度在60 m/s的组合工艺参数下,可以获得最大残余应力。     

强化研磨喷射角度对轴承套圈加工质量的影响

强化研磨是一种新型轴承强化加工方法,集合了强化塑性、研磨微切削以及摩擦化学加工技术。在额定转速时对喷射角度进行单一变量试验,检测轴承套圈内圈沟道表面粗糙度与硬度的变化,分析喷射角度对加工质量的影响及作用机制,并探讨粗糙度与硬度的分布均匀性,以提高加工质量。     

磁力研磨75°梯形开槽永磁极研究

在磁力光整加工中,永磁极研磨面的开槽形状是影响光整质量的重要因素之一。以30°为开槽角度跨度,以牌号为N35的钕铁硼材料为永磁极主体,结合多种几何形状开槽来模拟仿真磁场强度与留存几何面棱角角度之间的关系,分析得出磁场强度值随开槽后留存几何面棱角角度的减小而增大,在棱边集中的尖角处取得最大值,以及磁场强度值越高其对应面积越小。在此结论下,设计出75°梯形开槽永磁极,其理论磁场强度达到1.2～1.4 T。相同参数下,对比目前90°矩形开槽磁极进行表磁测试及研磨S31603不锈钢板试验,结果表明:75°梯形开槽磁极表磁强度相对提高0.2～0.3 T,达到1.298 1 T,研磨效率相对提高约20%。     

强化研磨加工最佳工艺参数的实验研究

简要介绍了强化研磨加工的原理,并讨论了影响强化研磨加工效果的工艺参数,通过实验研究,分析了喷射压力、喷头移动速度、喷射距离这三个主要因素对加工后模具钢表面粗糙度和表面硬度的影响,根据试验数据,分析得出了强化研磨加工针对45#模具钢表面处理的最佳工艺参数为:喷射压力0.5MPa,喷头移动速度50mm/min,喷射距离45mm。     

射流冲击强化改性研磨对G30Cr15MoN轴承钢表面性能的影响

为探究射流冲击强化改性研磨加工对G30Cr15MoN轴承钢表面强化过程的影响规律，运用Abaqus有限元软件以单硬质球模型为基础，改变球心点距离进行多球数值模拟，分析不同球数加工后的G30Cr15MoN轴承钢沿采样路径产生的残余应力、等效塑性变形和表面形貌规律，并与试验结果对比分析。结果表明：随着硬质球数增加，G30Cr15MoN靶材在同一层深下产生的等效塑性变形值增大，等效塑性变形的深度不变，硬质球数从9粒增加到13粒时，产生的最大等效塑性变形、残余应力和表面粗糙度值增幅最大；不同数量硬质球均在0.2 mm处出现残余压应力峰值，具有次表层强化特征；残余应力变化幅度与等效塑性变形变化幅度趋势一致；13粒硬质球数值模拟获得的表面残余应力、最大残余应力、表面粗糙度值与射流冲击强化改性研磨加工试验数据基本吻合，验证了仿真模型的正确性。     

强化研磨喷射时间对内圈沟道尺寸和残余应力的影响

以SKF61910深沟球轴承内圈加工为例,基于Abaqus/Explicit建立强化研磨三维随机碰撞模型,分析强化研磨喷射时间对轴承内圈沟道尺寸和残余应力的影响,结果表明:随喷射时间增加,在2 min前内圈沟道尺寸增大,2～12 min时内圈沟道尺寸减小,12 min后不再显著变化;随喷射时间增加,轴承内圈沟道表面残余应力先增大后趋于稳定。实际强化研磨试验后测量内圈沟道尺寸和残余应力变化,结果与仿真分析变化趋势一致,且误差在允许范围之内。     

强化研磨设备全自动控制系统设计

从原理上阐述了强化研磨加工方法对工件表面质量的影响,介绍了当前强化研磨设备存在的问题如加工精度不高、自动化程度低、加工效率低等。然后针对这些问题设计一套适用于强化研磨加工方法的控制系统。该控制系统主要通过控制影响强化研磨质量的四个工艺参数(移动速度、喷射距离、喷射时间、喷射压力)来实现自动化加工。     

磨削纤维角对碳纤维复合材料磨削性能的影响

为了研究单向碳纤维复合材料在不同磨削纤维角(磨削方向与纤维取向之间的夹角)下表面的磨削特性和机理,通过一系列磨削实验,研究了磨削纤维角对磨削力、粗糙度和表面形貌的影响,并用扫描电镜(SEM)对磨削加工表面的特征进行了分析。结果表明:不同磨削纤维角下的磨削力遵循45°>90°>0°的顺序;表面粗糙度恰好与此相反,磨削纤维角为0°时拥有最差的表面粗糙度;不同磨削纤维角产生不同的损伤形式,磨削纤维角为0°时材料去除机制是以弯曲破坏为主,90°时以剪切破坏为主,45°时则是由弯曲和剪切破坏共同作用导致。     

模具结构对铝合金挤压的影响机理

对不同模角挤压过程进行了数值模拟,研究了成形过程中金属的变形流动规律,并利用应力场特征薰进行了变形分区及应力应变分析。结果表明：随着模角的增大,塑性区的范围明显缩小。揭示了不同的变形条件,改变了简内应力应变的分布关系,是影响金属变形流动行为的内因所在。     

水介质下打磨磨痕对钢轨疲劳损伤的影响

采用棕刚玉砂纸在钢轨试样表面处理得到不同角度打磨磨痕,利用MMS-2A轮轨摩擦磨损试验机研究了水介质下不同角度打磨磨痕对钢轨疲劳裂纹扩展的影响。结果表明：水介质条件下打磨磨痕与运行方向夹角在0°～45°范围内时,钢轨表面粗糙度略高,高于夹角为70°、90°打磨磨痕区域表面粗糙度;相比没有打磨磨痕的光滑区域,0°～45°打磨磨痕将加速钢轨接触疲劳裂纹的扩展,20°磨痕区域的裂纹扩展尤为严重,出现了许多分支裂纹;而70°、90°的打磨磨痕一定程度上会减缓疲劳裂纹的生长,90°打磨磨痕区域基本只存在表层裂纹;打磨磨痕角度由0°向90°增大时,裂纹扩展深度先变大后变小,而裂纹扩展角度呈现出逐渐减小的趋势。     

新型点磨削砂轮磨削力模型及试验研究

点磨削砂轮轴线与工件轴线之间存在倾斜角α,磨削过程中磨粒的运动轨迹改变,点磨削力及理论模型也随之变化。以传统磨削力理论为基础,利用点磨削模型的转换,建立点磨削力理论模型,通过试验验证理论模型的正确性。试验结果表明:模型的计算值与试验结果的趋势一致,数值相近。点磨削力模型为实际加工提供一种辅助和验证方法。同时提出一种带有粗磨区倾角θ的新型点磨削砂轮,在点磨削力模型的基础上,做了进一步研究,建立新型砂轮的磨削力分配模型。通过点磨削试验对该模型进行试验验证,用不同θ角的砂轮在一系列磨削参数条件下磨削阶梯轴。试验表明:模型分析结果与试验结果一致,在相同磨削参数下,带有粗磨区倾角θ的新型点磨削砂轮的磨削力要小于θ=0°的传统点磨削砂轮磨削力,磨削力随着θ角的增大而减小。此外,还可以得出磨削参数倾斜角α、磨削深度ap和砂轮速度vs对点磨削力的影响规律。     

新型游动坐标法及其在复杂形状刀具数控磨削中的应用

通过分析复杂形状刀具的几何角度和数控磨削工艺 ,提出一种新型游动坐标系的刀位计算方法 ,应用该方法可简便地进行复杂形状刀具数控磨削的刀位计算 ,并可实现复杂形状刀具几何角度的精确磨削。通过三维仿真及实际磨削加工试验验证了该刀位计算方法的实用性。     

A numerical and experimental study on tubular channel angular pressing (TCAP) process

Tubular channel angular pressing (TCAP) is a new and novel severe plastic deformation (SPD) technique suitable for fabrication of bulk nanograined tubular materials. There are several parameters in the TCAP process. The present paper investigates the effects of curvature angles, deformation ratio (maximum radius during TCAP/initial radius) and deformation direction on the plastic deformation behavior, strain homogeneity and required loads in TCAP processing. The results showed that higher curvature angles (?? ₁ and ?? ₃) leads to better strain homogeneity while have not having any significant effect on the process loads. Also, at the second curvature angle of 90°, the best condition is achieved with good strain homogeneity and lower load requirements rather than lower angles. Investigation of deformation direction showed that inlet deformation direction causes tube thinning at the end of the process, and thus, using the inlet case is not recommended.     

Simulation and experiment study for aero-engine turbine blade grinding descaling with single grain

In order to explore the mechanism of aero-engine turbine blade grinding descaling, simulation and experiment were carried out on PW4084 first-stage high-pressure turbine rotor blade grinding descaling with single diamond grain. The essential parameters of grinding descaling simulation model were determined by experiment and theoretical analysis. Based on the JH-2 brittle material constitutive model, the grinding descaling simulation with single grain was conducted by FEM. The grinding crack micromorphology and the influence of different grinding parameters on grinding forces were analyzed, then the correctness of simulation results were verified by experiment. The results show that the grinding cracks are direct and brightness, little plastic ridges, with the larger size of broken edge and small partially broken. As the grinding speed increases, the normal force and tangential force reduce. As the grinding depth and grain negative rake increases, the normal force and tangential force increase.

     

Einfluss der korngrösse auf das strahlverschleissverhalten von metall und nichtmetallischen hartstoffen

Abrasion of materials, steel St 37, C60H and sintercorund in the form of plates at different angles in a sand blasting apparatus with corund particles of 1000, 100 and 10 μm size at a velocity of 130 m/s shows that with diminishing grain size, maximum wear occurs at lower angles. With artificial basalt under similar conditions, maximum wear always occurs at an angle of 90°. The results are explained by an increase of elastic and plastic absorption of energy with decrease of fracture energy. At low strain, the materials probably absorb energy by microplastic deformation. The results show that the transformed energy at the impact of a single particle is of importance.     

7075铝板弹性模量退化行为研究及回弹预测

金属板材的弹性模量随塑性变形发生衰退,这一现象对板材成形中的回弹预测影响巨大。为研究7075高强铝板的弹性模量衰退规律,采用传统的循环加载试验进行弹性模量测试,同时借助DIC应变测量系统设计弯曲卸载试验进行测试。试验结果表明：弹性模量随塑性变形发生明显退化且衰退规律受材料变形所处的应力状态影响。将两种试验所得衰退规律用于C形梁成形过程中的有限元回弹仿真,仿真与试验的对比结果表明：弯曲卸载试验所得弹性模量衰退规律对C形梁回弹分析的结果明显优于循环加载试验所得规律的结果,四个回弹角的预测精度分别提高了42%、7%、40%和200%。     

Optimal designing of multiple deferred state sampling plan for assuring percentile life under Weibull distribution

Continuous carbon fiber reinforced silicon carbide ceramic matrix composites (C/SiC) are promising materials in aerospace and space optical fields due to their excellent properties. However, poor machining quality resulted from surface/subsurface breakage is hard to meet precision requirements of some components. With an objective to study surface/subsurface breakage formation mechanism and improve machining quality of C/SiC composites, ultrasonic assisted grinding (UAG) and conventional grinding (CG) tests with a defined diamond grain distribution brazed grinding wheel were conducted. The surface/subsurface breakage types and formation mechanism were studied by comparative analysis of grinding force, micro-morphology of grinding surface/subsurface, and ground surface roughness. The results showed that main breakage types of different angle fibers in ground surface were lamellar brittle fracture and pit group originating from fracture and pullout of fibers, while breakage types of different angles fibers in ground surface were brittle fracture. Compared to CG, these breakages were reduced by UAG in varying degrees because it can reduce grinding force that determined fiber breakage. Consequently, because of the lower fiber breakages, the ground surface roughness Sa obtained by UAG was lower than CG and the maximum reduction was 12%.