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磨削淬硬层残余应力的有限元分析  
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【作者】 张茜;
【导师】 葛培琪; 张磊;
【学位授予单位】 山东大学;
【学科专业名称】 机械设计及理论
【学位年度】 2008
【论文级别】 硕士
【网络出版投稿人】 山东大学
【网络出版投稿时间】 2008-11-25
【基金】 国家自然科学;
【关键词】 磨削淬硬; 残余应力; 温度场; 相变; 数值模拟;
【英文关键词】 Grinding hardening; Residual stresses; Temperature field; Phase transformation; Numerical simulation;
【中文摘要】 磨削淬硬是利用磨削加工中产生的磨削热直接对非淬硬钢进行表面淬火的复合加工新工艺。残余应力作为衡量淬硬层质量的性能指标之一,其研究对于有效的控制淬硬层质量,促进磨削淬硬工艺的发展与应用具有重要的意义。本文对磨削淬硬过程中的温度场和应力场进行了理论分析与试验研究。 1)对40Cr钢的磨削力、淬硬层深度及残余应力进行了试验研究,探讨了磨削用量对磨削力和淬硬层深度的影响。试验得出,切向力和法向力随磨削深度和进给速度的增大而增大,随砂轮线速度的增大而减小;淬硬层深度随磨削深度和砂轮线速度的增大而增大,随进给速度的增大而减小;磨削深度对磨削力和淬硬层深度的影响大于进给速度和砂轮线速度的影响。 采用X射线衍射法和电解剥层法测得残余应力沿工件深度方向的分布。测量结果表明,磨削淬硬层存在残余压应力,且在淬硬层深度范围内压应力数值变化不大;在淬硬层和非淬硬层的交界区域,压应力快速转变为拉应力,在淬硬层以下存在残余拉应力。 2)运用ANSYS软件对40Cr钢磨削过程中的温度场进行了数值模拟,得出了工件的温度场和节点的温度变化历程。通过硬度测量试验得出的淬硬层深度与数值模拟计算的结果相比较,...
【英文摘要】 The grinding hardening is a new integrated machining technology which utilizes grinding heat to quench the non-quenched steel directly. As an indicator of measuring hardening layer's quality, the research on residual stresses is of great importance to control the hardening layer's quality effectively and to advance the development and application of the technology. This paper analyzes temperature field and stresses field in grinding using the Finite Element Method (FEM). Firstly, proceed experim...
【更新日期】 2008-12-12

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