成形磨齿齿面残余应力测量与预测方法研究

成形磨齿通常是齿轮切削加工的最后一道工序,磨后齿面残余应力对齿轮的服役性能与寿命影响显著。传统基于X射线衍射方法的齿轮残余应力测量方法并未考虑齿面特殊几何特性,导致测量精度低。此外,磨齿工艺参数与磨前齿面状态对磨齿残余应力的影响规律不清。因此,本文提出一种考虑齿轮特殊几何特性的齿面残余应力测量方法与辅助工装夹具,并建立基于磨齿工艺参数的齿面残余应力预测模型,最后探讨了磨前齿面残余应力对磨后残余应力的影响。本文为非平面残余应力的测量提出了新方法,所提的齿面残余应力预测方法能够指导实际生产。

Pt-Al-Cr体系的相图集成建模与计算

Pt基高温合金是一类力学性能和抗氧化性优异的高温合金,开发相关的热力学数据库是进行该类合金设计的必要前提。本文系统整理和评估了Pt-Al-Cr体系热力学数据、相图的实验数据和第一性原理计算数据,计算了Pt-Al、Pt-Cr和Al-Cr的混合焓和形成焓等热力学性质,计算得到的相图和热力学性质与实验数据和第一性原理计算数据吻合较好。在此基础上,结合相图计算方法(CALPHAD)通过热力学外推优化建立Pt-Al-Cr三元体系的成分-温度相图模型。使用该模型计算Pt-Al-Cr体系液相面投影图和873.15、1073.15、1273.15 K的等温截面图,热力学计算结果与实验数据吻合较好。

织构合金的定量相分析

提出一种衍射线织构强度的修正方法。

船用TA2钛合金晶粒尺寸的超声声速评定

通过对超声纵波声速的测量来评定船用TA2钛合金的平均晶粒尺寸。采用热处理改变了TA2合金试样的晶粒尺寸。实验结果表明,用5P14Z探头测得的纵波声速与晶粒尺寸之间有很好的线性关系。与奥氏体不锈钢、低碳钢等材料不同,随着TA2合金试样晶粒尺寸的增大,纵波声速增大。利用在超声纵波声速和金相测定的晶粒尺寸之间建立的关系图,能够无损评价TA2合金的晶粒尺寸。

渗碳齿轮钢残余内应力的研究

为了探讨残余内应力、接触疲劳强度间的关系,用化学剥层法在X射线应力仪上测定了失效前后经不同渗碳工艺处理的几种渗碳齿轮钢的残余内应力分布。测得渗碳层的残余内应力均为压应力,并且沿渗层呈现一个波峰、两个波谷的复杂分布;分析认为失效后残余内应力的释放程度与渗碳层碳的浓度梯度有关,对碳钢来说,在一定有效层深范围内(<1.0 mm)残余压应力对材料的接触疲劳强度有有益的作用。

残余应力测定的基本知识——第七讲 机械法测残余应力

机械法是测残余应力的一类方法,其中常用的有盲孔法、环芯法和剖分法。国内外还制订了盲孔法和环芯法测残余应力的行业标准。介绍了上述三种方法的基本原理及需要注意的几个问题。

基于布喇格光纤光栅的电沉积应力演变测试

提出了一种测试电沉积应力演变的方法.其机理为当带金属包层的布喇格光纤光栅为阴极进行电沉积时,在沉积应力作用下,布喇格光纤光栅的中心波长将发生漂移,以此可推知沉积应力的大小.测试中首先利用光纤光栅解调仪记录电沉积应力作用下的布喇格光纤光栅中心波长的偏移量,并将整个沉积时间分成小的时间段;然后依据沉积速度和标定的不同沉积厚度下的布喇格光纤光栅应力灵敏度,计算出每时间段的应力值;最后将各时间段应力累加以获得累积应力随时间的演变.以电镀镍为例,使用涂覆有化学镀镍磷金属包层的布喇格光纤光栅传感器,进行电沉积应力测试,测试表明:当测试镍镀层厚度小于50μm时,传感器灵敏度大于7pm/MPa,准确度大于0.14 MPa;在6 000s的电镀时间内,累积压应力为173.049 9 MPa.

某发动机汽缸体开裂失效的残余应力分析

利用X射线无损检测方法,对铸造铝合金制造的某发动机汽缸体的残余应力分布进行了全面分析。分析认为:燃气钢管和汽缸体的过盈装配以及汽缸体底部进气管镶嵌处椭圆形长轴方向为几何尖角薄弱部位,此处存在较大的残余拉应力,这是诱发裂纹并导致汽缸体最终开裂的直接原因。

利用EBSD研究轧间退火对铝镁硅铜合金板材织构的影响

应用背散电子衍射技术,通过分析Al-Mg-Si-Cu合金板材轧间不同退火处理后的织构变化,研究了轧间退火对该合金板材织构的影响。结果表明:轧制时的中间退火制度不同,各试样中的织构类型及强度有较大变化。没有进行轧间退火处理的试样中存在较强的偏转G取向、Q取向及残留轧制铜C取向。经350℃×1 h轧间退火处理的试样中存在很强的G取向、Q取向及R/S取向。经510℃×1 h轧间退火处理的试样中存在较弱的偏转G取向、R/S取向。每个试样中都含有{111}面织构,经过轧间退火处理的试样中该织构含量较多。

镍基高温合金定向结晶叶片的X射线残余应力测定

利用LXRD应力分析仪对镍基高温合金定向结晶叶片进行了应力测定。测定应力过程中不需要事先精确知道d0,只需改变空间方位角χ和φ,测量同一晶面族的不同晶面的晶面间距,计算得出试样的残余应力,从而消除了传统应变测定方法中无应变状态下晶面间距不准确对结果所带来的影响,精简了应力测定步骤,可满足工程实际应用需要。

铸造TC4钛合金电子束焊残余应力测试

对铸造TC4钛合金进行电子柬焊接。使用X射线衍射法对焊后母材、热影响区以及焊缝的表面残余应力分布状况进行测试和分析。结果表明:垂直于焊缝方向的测试点上,焊缝及热影响区在横、纵两个方向上主要存在拉应力;剪切应力数值均在±50 MPa范围内,可以认为对焊缝性能没有影响。沿焊缝长度方向的测试点上.无论横向应力还是纵向应力,焊缝起始端的应力值要低于焊缝终止端的应力值。纵向残余应力表现为拉应力,横向残余应力由压应力逐渐向拉应力方向转变。

铸件热应力影响因素研究

应用应力框灰铸铁试件研究了温度载荷的时间步长和有限元网格尺寸大小等因素对铸件热应力数值模拟结果的影响。在一定条件下,温度场载荷的时间步长对计算精度影响不大但影响计算的效率。当网格数量不大时,减小有限元网格尺寸可以明显提高计算精度,计算的时间增幅不大;当网格数量增加到一定程度后,增加网格数量,计算精度提高幅度较小,而计算时间大幅度增加。所以在满足计算精度的前提下,应选择适当的网格尺寸。

取向分布函数(ODF)在材料织构研究中的应用

为准确描述材料性能,以立方晶体为对象,采用Bunge的级数展开法模型计算其取向分布函数(ODF),以Voronoi增量算法为基础生成多晶体材料各晶粒的几何数据信息,利用可视化手段将多晶体材料晶粒位置与对应的ODF实现可视化,直观显示了多晶体材料中ODF值在各晶粒内的分布。对立方晶系多晶体材料的ODF测算及可视化处理,有助于获得材料的织构类型与分布规律。

多晶粉末样品热膨胀的X射线衍射测量

利用X射线衍射方法精确测量了2∶17型稀土化合物N d2A lFe15M n的晶胞参数及热膨胀系数并研究了其结构特征.结果表明,室温下,N d2A lFe15M n化合物具有单相的Th2Zn17型菱方结构(空间群为R 3m).对该化合物晶格常数的测量误差可以达到1-0 4,基本上可满足对一般位移型相变测量要求的精度.

全因子试验设计在X射线衍射法测试高应力标样残余应力值中的应用

针对X射线法测试残余应力值的主要参数——准直器直径、曝光时间和β角数量,依据6σ的DMAIC流程和全因子试验设计,研究了标准高应力试样残余应力值的测试方法。结果表明:上述参数对探测器X光子接收数量、衍射峰强度和峰背比的大小有较大影响。为提高测试精确度和重复性,在满足检测效率的前提下,可选择较小的准直器直径、较长的曝光时间和较大的β角数量进行残余应力测试。对于标准高应力试样,选择2mm准直管、3s曝光时间和11个β角参数测定的残余应力值与标准值最为接近。

NaF薄膜的结构与应力分析

采用脉冲激光沉积(PLD)法在Si(100)衬底上生长了NaF薄膜．分别用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对薄膜的微观结构、表面形貌以及薄膜应力进行了表征与分析．AFM测试结果表明,低激光能量密度下制备的薄膜表面均匀、致密,均方根粗糙度(Rms)仅为0．538 nm;XRD分析结果表明,用脉冲激光沉积方法制备的氟化钠薄膜在(222)晶面有明显的择优取向．应力分析薄膜的残余应力为压应力,应力大小随激光能量密度的增加而增加;XPS分析结果表明,热蒸发制备的NaF薄膜氧含量明显高于PLD方法制备的NaF薄膜的氧含量．热蒸发方法制备的薄膜中的氧含主要来源于水中的氧,PID方法制备的薄膜中的氧主要来源于游离态氧,说明PLD方法制备的薄膜不容易潮解．

两种残余应力测定方法的研究和比较

先用X射线衍射法再用盲孔法测定了同一试样的残余应力,对测试结果进行了分析比较。结果表明:对于残余应力分布不随深度改变的情况,两者结果一致;但对于其他情况,两种方法得到的结果不一致。通过测试残余应力沿试样深度的分布和从原理上比较两种测试方法的不同,得出盲孔法的测试结果受深层残余应力分布影响,而X射线衍射法的测试结果不受其影响。

赣北东坪钨矿区二云母花岗岩地球化学特征及其构造动力学意义

东坪钨矿位于江西省武宁县,是赣北地区新发现的超大型石英脉型黑钨矿床。根据区域及矿床地质特征,分别对主量、微量及稀土元素进行了分析,并划定了区域及找矿方向。结果表明:成矿母岩二云母花岗岩属高硅高钾钙碱性过铝质高分异S型花岗岩,w(SiO_2)为74.41%~75.63%、w(Na_2O+K_2O)为7.69%~8.11%、A/CNK介于1.15~1.25之间,轻稀土富集,重稀土亏损,强负铕异常(δEu为0.20~0.34),稀土配分曲线呈右倾深"V"型,是华南中元古代基底的富泥质岩石重新熔融的产物。

不同轧间退火铝镁硅铜合金板材的织构及性能

对进行不同轧间退火处理的铝镁硅铜合金板材的拉伸性能、成形性能及织构进行了分析研究。结果表明:没有进行轧间退火的合金中存在较强的偏转G取向及残留轧制铜C取向织构,经过350℃×1 h轧间退火的合金中存在很强的G取向及R/S取向织构,经过510℃×1 h轧间退火的合金中存在较弱的偏转G取向、R/S取向织构;不同工艺处理的合金中都含有{111}面织构,经过轧间退火处理的含量较多;进行510℃轧间退火合金板的抗拉强度、屈服强度最小,断后伸长率最大、成形性能最好;不进行退火处理的抗拉强度、屈服强度最大,断后伸长率最小、成形性能最差;轧制织构总量与再结晶织构总量之比较大的合金,其成形性能较好。

基于图像处理的微小孔光学特征识别技术研究

对微小孔的成型结构特点和边缘光学特征进行了研究,提出了一种有效检测微小孔质量的方法。通过中值滤波、灰度阈值变化等图像处理技术,准确地提取了微小孔的边缘,并将最小二乘圆拟合算法、新圆度判定算法和锥度检测算法综合应用于微小孔的几何结构识别过程中。实验结果证明,本方法具有检测结果准确、检测精度高等特点,能够满足微小孔质量检测的要求。