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超声滚压对18CrNiMo7-6渗碳钢残余应力的数值模拟与试验研究

吴鲁纪 吕永鑫 张亚龙

吴鲁纪, 吕永鑫, 张亚龙. 超声滚压对18CrNiMo7-6渗碳钢残余应力的数值模拟与试验研究[J]. 制造技术与机床, 2023, (9): 34-38, 51. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.09.004
引用本文: 吴鲁纪, 吕永鑫, 张亚龙. 超声滚压对18CrNiMo7-6渗碳钢残余应力的数值模拟与试验研究[J]. 制造技术与机床, 2023, (9): 34-38, 51. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.09.004
WU Luji, LV Yongxin, ZHANG Yalong. Numerical simulation and experimental study of residual stress of 18CrNiMo7-6 carburized steel by ultrasonic rolling[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (9): 34-38, 51. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.09.004
Citation: WU Luji, LV Yongxin, ZHANG Yalong. Numerical simulation and experimental study of residual stress of 18CrNiMo7-6 carburized steel by ultrasonic rolling[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (9): 34-38, 51. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.09.004

超声滚压对18CrNiMo7-6渗碳钢残余应力的数值模拟与试验研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.09.004
基金项目: 齿轮表面超声滚压改性层形成机制及寿命保障方法研究,中国博士后科学基金(2022M702920)
详细信息
    作者简介:

    吴鲁纪,男,1974年生,硕士,研究员,研究方向为齿轮传动与故障诊断。E-mail:wulj@zrime.com.cn

    通讯作者:

    张亚龙,男,1990年生,博士,讲师,研究方向为航空基础件疲劳延寿技术。E-mail:zhangyalong@zua.edu.cn

  • 中图分类号: TG176

Numerical simulation and experimental study of residual stress of 18CrNiMo7-6 carburized steel by ultrasonic rolling

  • 摘要: 齿轮及其传动装置是现代机械装备的核心基础零部件,齿轮残余应力分布状态是影响其服役寿命的重要因素。文章以18CrNiMo7-6渗碳钢为研究对象,采用数值模拟与试验研究相结合的方法,研究了静压力、超声振幅和超声频率等超声滚压强化加工参数对试样表面残余应力的影响。结果表明超声滚压强化加工有效地改善了18CrNiMo7-6渗碳钢试样表面的残余应力,且随着静压力和超声振幅的增加,18CrNiMo7-6渗碳钢试样表面残余压应力、最大残余压应力和残余压应力场深度均得到显著提高。

     

  • 图  1  超声滚压设备

    图  2  18CrNiMo7-6钢渗碳处理工艺曲线

    图  3  PROTO X射线衍射仪

    图  4  表面残余压应力测试

    图  5  不同静压力对残余应力的影响

    图  6  不同超声振幅对残余应力的影响

    图  7  不同超声频率对残余应力的影响

    表  1  超声滚压加工参数表

    静压力/N超声振幅/μm超声频率/kHz
    600/800/1 000/1 200/1 4006/8/10/12/1420/22.5/25/27.5/30
    下载: 导出CSV

    表  2  18CrNiMo7-6合金钢化学成分表 (%)

    CSiMnSPCrNiMoFe
    0.180.280.700.0110.0131.61.480.29Bal.
    下载: 导出CSV

    表  3  18CrNiMo7-6渗碳合金钢Johnson-Cook本构参数

    E/GPaPρ/(kg·m−3A/MPaB/MPaCn
    2050.37 8501 0141 0550.0010.36
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2023-04-29
  • 录用日期:  2023-07-13

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