预应力淬硬磨削工件淬硬层深度预测研究

预应力淬硬磨削是将磨削、残余应力控制及表面淬火集成于一体的复合加工技术。基于预应力淬硬磨削工件的淬硬层深度试验结果,提出了基于PSO_LSSVM算法的工件淬硬层深度预测模型。结果表明,样本集分为训练集及测试集,在本次研究范围内,PSO_LSSVM模型训练集误差为0.7%,测试集误差为4.4%。与BP神经网络模型相比,PSO_LSSVM模型的拟合性好、预测精度高、泛化能力强且预测结果更接近真实情况,能够满足对预应力淬硬磨削工件淬硬层深度的预测需求。该研究为预应力淬硬磨削技术的推广与应用提供了技术及理论基础。     

磨削淬硬技术研究现状

对磨削淬硬技术的研究现状进行了回顾和总结,对存在的主要问题进行了分析,并对磨削淬硬技术的研究内容与方向进行了展望。     

40Cr钢磨削淬硬层组织形成机理的研究

以单程切入式平面磨削淬硬加工试验为基础,利用X射线衍射仪和透射电镜对40Cr钢磨削淬硬层组织的形成及其变化进行了研究,进而阐明了磨削淬硬层组织的形成机理.结果表明,40Cr钢磨削淬硬层由板条马氏体和少量微细孪晶组成;在磨削温度场和应力-应变场的耦合作用下,磨削淬硬层中的马氏体含量以及板条马氏体特征尺寸沿层深呈现不同的变化趋势,马氏体内部的位错密度及孪晶数则随层深的增加而逐渐降低.     

40Cr钢磨削淬硬层组织形成机理的研究

以单程切入式平面磨削淬硬加工试验为基础，利用X射线衍射仪和透射电镜对40Cr钢磨削淬硬层组织的形成及其变化进行了研究，进而阐明了磨削淬硬层组织的形成机理。结果表明，40Cr钢磨削淬硬层由板条马氏体和少量微细孪晶组成；在磨削温度场和应力．应变场的耦合作用下，磨削淬硬层中的马氏体含量以及板条马氏体特征尺寸沿层深呈现不同的变化趋势，马氏体内部的位错密度及孪晶数则随层深的增加而逐渐降低。     

齿轮成形磨削能耗与表面粗糙度研究

齿轮成形磨削的能耗研究对于高精度齿轮的低碳制造具有重要意义.从数控成形磨齿机床的部件层面出发,分析齿轮成形磨削的能耗组成部分;基于磨削功率和材料切除率,建立齿轮成形磨削的净能耗密度模型;通过齿轮成形磨削试验发现,增加磨削能耗,会使表面粗糙度减小,但随着磨削能耗的持续增加,表面粗糙度减小幅度有限.研究结果为齿轮成形磨削的能耗与加工质量协同优化控制奠定了理论基础.     

磨削深度及原始组织对42CrMo磨削淬硬层的影响

在磨削深度为0.1～0.6 mm的条件下对调质态、正火态及退火态42CrMo钢进行了磨削淬火试验。结果表明:磨削淬火后,三种原始组织试样磨削淬火后的完全淬硬区显微硬度为510～878 HV。正火、调质及退火态试件的淬硬层厚度分别为1.75、1.5和1.25 mm。磨削淬火后,调质态的42CrMo钢完全淬硬层组织为略大的板条状马氏体组织,正火态的42CrMo钢完全淬硬层的马氏体组织最为细小,退火态的42CrMo钢完全淬硬层板条状马氏体尺寸居于二者之间。     

42CrMo钢单程与往复磨削淬硬试验研究

在MM7132平面磨床采用单程、往复磨削对调质态42CrMo钢进行磨削淬硬试验.结果表明:0.2 mm 三次往复磨削、0.3 mm两次往复磨削、单程0.6 mm磨削条件下淬硬层均获得了马氏体组织.0.2 mm 三次往复磨削淬硬层为细小的针状马氏体组织,其显微硬度最高值为824.2 HV;0.3 mm两次往复磨削淬硬层为板条状马氏体组织,其显微硬度最高值为752.2 HV,单程0.6 mm磨削淬硬层为体积略大的板条状马氏体组织,淬硬层的硬度最高值为724.4 HV.     

40Cr钢外圆磨削表面淬硬层的组织

研究了外圆磨削淬硬试验中磨削用量对表面淬硬层组织的影响.结果表明,磨削深度ap＝0.2 mm时,外圆磨削淬硬件表层局部存在未淬硬区;磨削深度ap＞0.2 mm时,由于砂轮切入和切出时磨削热的作用,表面淬硬层局部存在回火区.淬硬区和回火区具有相同的显微硬度分布规律,但各区的最高硬度值随着该区组织的不同而异.在实际应用中,通过合理组合磨削深度ap和进给速度vw,可获得满意的外圆磨削表面淬硬层.     

原始组织对42CrMo钢磨削淬硬层的影响

在MKL7132X6/12数控强力成形磨床上对42CrMo钢进行磨削淬硬加工试验,通过光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计等测试仪器测量和分析磨削淬硬层的宏观组织、显微组织、硬度以及淬硬层深度,研究原始组织对42CrMo钢磨削淬硬层组织和硬度的影响。结果表明:完全淬硬层表层由针状马氏体和少量未溶碳化物组成;中间层由略粗针状马氏体和少量未溶碳化物组成;过渡层组织因原始组织而异。原始组织对完全淬硬区组织和硬度无明显影响,显微硬度620~700 HV。但随着工件材料原始组织均匀性的提高,略粗马氏体组织距工件表面的距离变大,且磨削淬硬层深度变大。     

成形磨齿温度场的有限元分析与验证

通过试验得到成形磨齿切向磨削力,基于有限元分析理论,采用矩形移动热源模型对成形磨齿温度场进行了瞬态分析,得到了某种工况下的温度分布图和温度梯度分布图。研究表明:成形磨齿加工过程中,齿面末端靠近齿根处温度最高,非常容易出现烧伤情况。对齿面最高温度进行了理论计算与仿真,得到了不同磨削深度下的温度曲线图,通过对比磨削温度的理论值与仿真值,证明了仿真结果的可靠性。     

非调质钢48MnV磨削强化残余应力场的试验研究及有限元仿真

基于非调质钢48MnV的磨削强化试验,对其强化后试样的残余应力进行了测试。应用非线性瞬态有限元法计算了48MnV钢工件在移动热源作用下的温度场,然后应用热弹塑性有限元法计算了工件在热作用和磨削力耦合下的残余应力分布。结果表明,磨削强化表面存在残余压应力,并分析了存在压应力的原因;模拟结果与试验结果相比,误差在标准范围内。     

IN718合金增材制造温度场仿真及微观组织分析

针对微观组织的调控相关问题,构建了IN718材料激光选区熔化(selective laser melting,SLM)温度场仿真的三维有限元模型,研究了激光功率和扫描速度对熔池温度场和凝固机理的影响,进而预测增材制造材料的微观组织,为微观组织的调控提供理论依据.首先分析了激光功率和扫描速度对熔池尺寸的影响,分析了不同工...     

铝热剂焊接温度场的模拟及焊缝组织分析

本文建立了铝热剂焊接熔池的温度场瞬态数值分析模型,选用ANSYS软件进行求解,利用求解得到温度场变化分析焊缝组织的形态,并讨论环境温度对结晶组织的影响,结果表明焊前预热与焊后热处理可显著提高焊接质量。     

旋转电弧传感器焊接温度场ANSYS模拟研究

分析了基于旋转电弧传感器的熔化极电弧焊的热源模型,利用有限元软件对温度场进行了计算。在不同焊接规范下,对试验所得熔宽和熔深值与模拟值进行比较,结果基本一致,为进一步研究熔池流场打下了基础。     

激光熔覆温度场的数值模拟研究进展

介绍了激光熔覆温度场的数值模拟现状,结合影响模型建立的几个主要因素,综合分析了现有模型的优点及不足,指出了进一步发展该领域所需完善的几个问题。     

考虑油液特性的齿轮泵内部流场仿真分析研究

为提高液压动力系统的可靠性和性能的稳定性,运用FLUENT软件对齿轮泵的二维内部流场进行了瞬态仿真分析,研究了油液的压缩性、黏度等特性对齿轮泵内部流场以及泵出口压力和流量脉动的影响。仿真结果表明:齿轮泵在运转过程中,内部油液的密度、黏度、温度和压力等随环境工况改变发生变化;在齿轮啮合处,油液会发生明显的气穴现象;在转速为600 r/min,负载压力为2.5 MPa时,泵出口的流量脉动特征值较不考虑时增大了1.2倍;经试验验证,泵出口压力脉动动态误差在4.2%以内,为开展齿轮泵的减振降噪及优化设计等方面的研究提供了有效的工具。     

辊底式炉板坯加热温度场数值模拟及工艺研究

为了提高某板卷厂的热处理产能,以该厂现有的正火工艺为研究对象,研究缩短板坯在炉加热时间对材料组织及性能的影响.利用MSC.Marc有限元分析软件,建立了LOI辊底式热处理炉内板坯二维温度场有限元模型.同时,利用"黑匣子"测试数据验证了所建模型的精确性和可靠性.根据模拟结果,进行了实验室及现场生产测试,优化了板坯在加热炉内的加热制度.结果表明,所建立的模型简单、精度高,能够满足在线应用的要求,达到提高生产效率及节能减排的目的.     

电流频率对连铸圆坯流场-温度场影响的模拟研究

以φ430 mm的圆坯为实验对象,采用磁场传输方程和k-ε双方程模型对钢液的流场和温度场进行耦合数值模拟,分析有、无电磁搅拌的情况下,结晶器内钢液的流场和温度场分布情况,进一步改变电流频率,分析在不同电流频率下的流场和温度场分布情况。模拟结果表明:施加电磁搅拌时,迫使结晶器纵向截面内的钢液出现上、下两对回流区,其回流方向相反,钢液在水平截面内做旋转运动;铸坯芯部温度降低,高温区域范围缩小,热区位置上移;电流频率增大时,下回流区开始形成,上回流区位置升高。     

TC21钛合金锻件淬火过程温度场及热应力场数值模拟

通过利用ANSYS有限元分析软件对TC21钛合金锻件淬火过程进行数值模拟,获得TC21钛合金锻件淬火不同时刻温度场分布及热应力场分布,以及锻件上所选节点温度、热应力随淬火时间的变化关系,并观察从锻件心部至边部的组织变化,研究冷却速率对组织变化的影响规律。结果表明,当淬火3600 s时,锻件表面已冷却至室温,而心部仍然保持较高温度;从锻件心部至表面冷却速度逐渐增加,并且越靠近表面,组织越细小。 淬火开始阶段,锻件各点热应力迅速升至最大值,随着淬火时间延长,锻件表面及心部热应力均逐渐减小,至淬火结束时,锻件最大残余应力仅为77 MPa。