齿轮喷丸残余应力与疲劳寿命

金属零件表面经喷丸处理,可以显著延长零件的疲劳寿命。这一工艺近年来已在国内外得到普遍认可并迅速发展。例如对汽车钢板弹簧进行喷丸,可延长疲劳寿命10倍;如果在100公斤力/毫米~2的预应力条件下喷丸,则疲劳寿命可延长28.7倍。本文介绍喷丸延长疲劳寿命的原因、喷丸工艺参数对残余应力的影响以及喷丸对齿轮轮齿寿命的影响。     

Inconel 718合金喷丸残余应力场及应力松弛的研究

研究了Inconel 718合金喷丸残余应力场及在500℃、600℃保持过程中残余应力的松弛规律。采用钢丸、玻璃丸组合喷丸后，Inconel718合金表面压应力约为-570MPa，距表面0．1mm处压应力达到最大值约为-790MPa，距表面约0.55mm处压应力接近消失。采用玻璃丸喷丸后，表面压应力约-480MPa，距表面约0．06mm处压应力达到虽大值，约为-740MPa，距表面约0．4mm处压应力接近消失。喷丸后的高温保持过程中，残余应力部分发生松弛，应力松弛的动力学过程满足Zener-Wert-Avrami方程。     

柱面零件喷丸强化残余应力场的数值模拟

为研究柱面零件喷丸强化残余应力场的分布规律,应用ABAQUS软件模拟了单粒球形弹丸冲击柱面曲线轮廓零件靶体过程。接触碰撞数值模拟采用动态接触对惩罚函数法,计算方法采用中心差分时间显式算法,模型加载模式采用弹丸速度加载,模拟获得了喷丸强化残余应力场和位移场的分布规律。柱面靶体喷丸时,靶体表面产生的周向残余压应力和轴向残余压应力不等,且表面周向残余压应力略小于表面轴向残余压应力;靶体上产生的最大周向残余压应力和最大轴向残余压应力出现在距靶体表面相同深度位置,但最大周向残余压应力略小于最大轴向残余压应力,而周向残余压应力层深度略大于轴向残余压应力层深度。     

钻阶梯形孔法测量深层平面残余应力

本文提出用钻阶梯形孔法,测量沿板厚非均匀分布时的深层平面残余应力。本文分析了由于钻孔引起的附加应力的影响,并用有限元法计算了有关附加应力的影响的系数。文中由纯弯曲试验,验证了阶梯形孔法及附加应力系数计算的可靠性。认为只要满足垂直于板平面的应力可以不考虑的条件,用这方法测量沿板厚非均匀分布的平面残余应力是可行的。     

电火花加工表面喷丸残余应力场的有限元分析

喷丸强化作为表面改性技术,对增强工件实际应用,提高使用寿命具有重要意义.采用ABAQUS有限元软件,对电火花单脉冲放电和喷丸强化,在GH3039高温合金材料表层产生的残余应力场进行有限元分析,获得残余应力场的分布规律及残余应力沿层深方向上的变化规律,对电火花单脉冲放电一个脉冲周期后和喷丸强化后工件表面应力分布进行仿真分析.结果表明：电火花加工表面喷丸强化后的残余应力分布规律与理想表面喷丸相同,经喷丸强化后,工件表面残余拉应力明显降低,表层残余压应力有大幅提升,强化效果显著,表面对称轴处径向残余应力比喷丸前降低79.406％,最大径向残余压应力比喷丸前提高了339.143％.     

钻孔法检测残余应力的有限元分析

释放系数是钻孔法测量残余应力的重要指标之一.采用有限元分析软件abaqus研究了释放系数与钻孔位置和钻孔深度之间的关系,并得到了对应的拟合曲线.通过与已有的研究结果进行对比分析,表明了该研究方法和研究结果是可以满足工程需要的.     

等效应力磁场与残余应力测试

基于磁各向异性的磁法应力测试技术，给出了存在应力影响的材料磁导率与应力之间的一个简单表达式用此式由所测得的电桥非平衡电流Ｉｇ及测试电路和探头结构参数，可求出测点的残余应力，在单向应力作用下得到了实验证明，为计算铁磁材料的应力提供了一种新方法。     

飞机受损件激光喷丸残余应力调控研究

论文基于残余压应力-激光喷丸搭接率的拟合关系式,设计出非均匀搭接率下的激光光斑位置路径;基于ABAQUS软件建立了7075-T6铝合金受损件激光喷丸有限元模型,实现了非均匀搭接率下激光喷丸有限元数值模拟并获得残余应力场的分布情况.结果表明,采用非均匀搭接率的激光喷丸方法可使试样表面在打磨或受到拉伸载荷后仍处于应力均匀分...     

连杆随机应力分析

根据连杆工作的实际情况，用随机有限元法和蒙特卡罗法对ＳＬ３１００柴油机连杆进行随机应力分析，并对两种方法的优缺点进行了比较。计算表明，随机有限元具有较高的计算效率和令人满意的精度。     

等效应力磁场与残余应力测试

基于磁各向异性的磁法应力测试技术,给出了存在应力影响的材料磁导率与应力之间的一个简单表达式,用此式由所测得的电桥非平衡电流Ｉｇ 及测试电路和探头结构参数,可求出测点的残余应力．在单向应力作用下得到了实验证明,为计算铁磁材料的应力提供了一种新方法     

Research on Residual Stress Induced by Laser Shot Peening

Laser shot peening （LSP） is a novel technology to impress a compressive residual stress into the surfaces of metals or alloys. This treatment can reduce the rate of fatigue cracking and stress corrosion cracking in structural metals or alloys. In this paper, some preliminary experiments were carried out with Nd： Glass laser of a pulse of 20 ns duration and 1.064 μm wavelength, an energy per pulse of 10 to 60 joules, and specimen was selected LY12CZ. The residual stress along the thickness effected by number of laser shots was taken into account in experiment. The magnitude of compressive residual stress near the surface increases with number of laser shots increasing, while decreases with the depth increasing. The mathematical modeling of laser shock processing was established, and a finite-element analysis method was based on ABAQUS/Explicit software. The results of simulation are in agreement with those of the experiments, which indicate that the numerical simulation can play a direction role in laser shot peening.     

激光冲击钛合金薄壁件动态响应及残余拉应力形成机制

为探究激光冲击薄壁件时残余拉应力的形成机制,利用ABAQUS软件对0.5mm钛合金薄壁件激光冲击条件下的冲击波作用规律和材料动态响应规律展开研究。结果表明,冲击波在薄壁件内反射时交替形成高数值拉伸波和压缩波,在压缩波和拉伸波的耦合作用下应力分布混乱并呈现"多峰"特点,形成了峰值为426 MPa、厚度达0.125mm的拉应力层,且最大残余拉应力位于表面处。基于冲击波反射规律揭示了薄壁件中残余拉应力的形成机制,并通过增加试件厚度以降低反射拉伸波强度发现5mm厚试件内最大残余拉应力仅为70 MPa,且表面处的拉应力转化为了压应力,从而提出了通过导波等方式控制应力波反射强度的薄壁件残余应力调控方法。     

喷丸强化对不同组织状态下60Si2Mn钢多冲疲劳寿命的影响

研究了喷丸强化对不同微观组织状态下的60Si2Mn钢多种疲劳寿命的影响，结果表明喷丸可大大提高钢的强度，而且喷丸强化效果与组织状态密切相关，随着马氏体（M）由针状向板条状转化，喷丸强化效果增加。     

喷丸对渗碳件接触疲劳及裂纹萌生扩展的影响

通过一系列试验表明,渗碳后喷丸可使接触疲劳强度提高,在低接触应力下接触疲劳寿命明显增加。对接触疲劳裂纹萌生。扩展至失效全过程所进行的连续追踪观测发现,裂纹萌生于渗碳过渡区;渗碳喷丸后比未喷丸的裂纹萌生寿命增加,扩展速率减小;由钢丸坑连接而成的浅小裂纹为非扩展裂纹;在喷丸影响区,裂纹扩展不同于未喷丸试件,即主裂纹平行于表面扩展;分叉裂纹发生再次分叉向下扩展,从而使裂纹扩展后期速率减小。     

用局部逐层去除法测量厚壁圆筒的内部残余应力

采用局部逐层去除法对厚壁圆筒热处理后的残余应力进行测量,拟合得到了圆筒轴向和环向残余应力的分布规律。结果表明,局部逐层去除法能有效地得到厚壁圆筒热处理后内部残余应力的大小及分布;厚壁圆筒热处理后的轴向残余应力在焊缝区域为压应力,内、外表面距离焊缝较远的区域为拉应力,且拉应力的最高值出现在厚壁圆筒接头的外表面热影响区附近,内部为压应力;厚壁圆筒热处理后环向残余应力在焊缝区域为拉应力,峰值出现在圆筒内部靠近内表面一侧,焊缝周围的母材区域为压应力。经过焊后热处理,厚壁圆筒的残余应力总体水平相对较低,环向残余应力和轴向残余应力均降至100MPa以下。     

微旋转结构法测量Al薄膜的残余应力

薄膜的残余应力是影响MEMS器件工作可靠性和稳定性的重要因素,微旋转结构法能够简单有效地测量薄膜的残余应力.文中采用MEMS工艺制作Al薄膜微旋转结构,根据微旋转结构法对m薄膜的残余应力进行了测量和计算.实验结果表明,溅射Al膜的残余应力为张应力,大小在80～110 GPa之间.对Al薄膜悬梁进行静电驱动,其驱动电压为31 ～34 V,与根据Al膜残余应力的测量值所计算出的驱动电压基本吻合.     

一种新的残余应力测试方法研究

本文把重建方法于残余应力的测试,具有无损和确定零部件表面及内部的热致残余应力大小和分布的特点。     

EHL下矿场用重载齿轮的喷丸及疲劳性能分析

弹流润滑（ＥＨＬ）条件下,石油矿场用大模数重载齿轮的承载能力得到提高,齿面接触疲劳失效与齿根弯曲疲劳断裂则成为其主要的失效形式．喷丸强化是改善齿轮表层种种缺陷的有效而简便的方法,喷丸产生的硬化层残余压应力场和显微组织相变是提高齿轮接触疲劳强度的重要因素．从单齿弯曲疲劳,齿面接触疲劳,接触疲劳裂纹萌生与扩展,表层显微硬度,残余奥氏体情况,表层残余应力及亚组织结构等方面讨论了喷丸对齿轮接触疲劳性能的影响．     

球磨机轴头焊接残余应力的测量与分析

论述了盲孔法的实验原理及其对振动时效处理前后的球磨机轴头焊接残余应力实验过程，揭示了振动时效处理降低和均化大型焊接件焊接残余应力的效果。     

利用激光超声测量H型钢梁的残余应力

介绍了利用激光超声和瑞利波测量残余应力的方法及主要的测量装置，描述了采用这种方法对轧制H型钢梁残余应力的测量过程，并对测量结果进行了分析。