强化滚压工艺参数对与部件相似试样疲劳强度的影响

作者介绍了一种实验性参数研究的结果，对可自由调整的强化液压参数和结构上已知参数的定性和定量影响作了讨论，提出估计最佳强化滚压力这一最重要影响因素的计算公式。在所考察的三组材料中，甚至试件直径大于６０ｍｍ时，强化滚压亦可完全消除缺口影响。

基于普通车床的螺栓过渡圆角滚压强化装置设计

过渡圆角滚压强化是提高超高强度钢螺栓疲劳性能的一种工艺方法。介绍了一种应用于普通车床的螺栓过渡圆角滚压强化装置的结构组成及重要部件的详细结构特征,给出了滚压强化装置安装、使用方法。该装置采用单滚轮进行滚压强化加工,不仅可以满足螺栓疲劳强化要求,而且操作简单、快捷,适宜小批量螺栓过渡圆角强化加工,在生产中具有良好的实用性和经济性。

根部圆角滚压强化的高精度钛合金螺栓疲劳失效研究

为研究根部圆角滚压强化处理后高精度螺栓的疲劳失效特征,开展根部圆角滚压强化的高精度钛合金螺栓疲劳失效断口的检测与研究。分析螺栓根部圆角滚压强化工艺的特点;对比螺栓滚压表面处理工艺对螺栓疲劳断裂的影响,对高精度螺栓疲劳试验后的外观和断口进行宏观形貌和微观显微特征研究;探讨涂铝钛合金螺栓的裂纹源特征。研究结果表明:根部圆角滚压螺栓的疲劳断裂断口呈现显著的韧性断裂特征;涂铝、喷丸或抛光处理能够增强其断口的等轴韧窝特征,证实了以韧性断裂为主的断裂机理,同时研究发现了铝涂层的界面剥离特征。

螺栓根部圆角滚压的残余应力分布及参数优化研究

面向高精度钛合金螺栓滚压工艺参数选择的难题,建立了螺栓根部圆角滚压的有限元仿真模型,研究了螺栓根部圆角滚压后残余应力的分布规律,分析了滚压速度、滚压时间、摩擦系数、涂层厚度及滚压力对残余应力分布的影响,获得了优选的滚压工艺参数组合。同时,在仿真结果的基础上,以根部圆角滚压残余应力积分中值最小为目标,建立了滚压强化工艺参数及残余应力的优化数学模型,获得了优化后的高精度螺栓根部圆角滚压强化工艺参数,并进行了有限元仿真和试验验证。研究结果为高精度螺栓的圆角滚压强化工艺提供理论指导和技术支撑。

钛合金螺栓根部圆角滚压强化的工艺参数仿真研究

针对TC4钛合金高精度螺栓根部圆角滚压强化技术的工艺参数开展仿真研究。根据滚压工艺建立螺栓根部圆角滚压强化的有限元仿真模型,获得了应力分布云图;以螺栓根部圆角的残余应力积分中值为主要研究对象,确定了应力提取路径。采用正交分析方法对滚压过程进行数值仿真,并利用结果分析不同工艺参数对残余应力大小的影响。建立残余应力积分中值-工艺参数的数学回归模型,并进行参数优化。最后,在优化结果的基础上,分别针对滚压转速、时间、摩擦因数和滚压力进行仿真试验,研究参数变化对残余应力的影响,并分析产生影响的原因。该研究结果可以为钛合金螺栓根部圆角的滚压强化工艺提供理论指导和技术支撑。

滚压强化对连杆用42CrMo4钢疲劳性能的影响

为了提高42CrMo4钢材料的柴油机连杆的使用寿命和服役质量,采用滚压强化工艺对其进行处理,研究不同滚压参数(滚压应力、进给量、滚压次数和滚压速度)对表面粗糙度和表层显微硬度的影响并对比喷丸试样和滚压试样的高周疲劳性能。试验结果表明:试样表面粗糙度随着滚压次数的增加先降低后升高,随着滚压速度的增加先升高后降低;表面显微硬度随滚压应力、进给量和滚压次数的增加先降低后增加,随滚压速度的增加先增加后降低;经R5滚压处理后,材料的疲劳强度从673.80 MPa升高到752.17 MPa,R5滚压工艺对材料高周疲劳寿命的强化效果明显高于喷丸强化;不同滚压工艺的试样主要断裂机制为延性断裂,由于滚压强化的作用,试样内部的夹杂物和基体界面的二次裂纹萌生成为了主要裂纹起始源。

缺口滚压强化后残余应力应变分布的数值模拟

缺口零件滚压后，由于塑性变形而引起的残余压应力可以大幅度地提高其疲劳性能。研究了用平面应变压入模型来模拟滚压过程的可行性，并通过大变形弹塑性有限元方法，对缺口根部表面以下的残余应力应变分布进行了分析和预测，详细讨论了材料强度、缺口半径ｒ以及压下量△ｈ对残余应力分布的影响。文中的预测结果与实验结果相符合。

α-Ti 滚压强化层的组织结构分析

用透射电子显微镜对两种不同状态（原始α晶状态和淬火α′马氏体状态）ＴＡ２工业纯钛的表面滚压强化层进行组织结构分析．结果发现：具有α原始态的滚压强化层中出现宽大片状的变形孪晶，其密度很低，往往以单个的形式出现，形不成典型的孪晶栅栏．此外，强化层中引入了极高的位错密度，位错亚结构主要是以位错胞的形式出现．具有α′马氏体组织的滚压强化层中，也有少量变形孪晶，孪晶可以横贯原马氏体的板条束，但因数量很少也不能形成孪晶栅栏．滚压后马氏体基体中呈现出很高的位错密度．

曲轴滚压强化机液压系统的设计

为提高曲轴靠疲劳强度和综合机械性能能,曲轴加工时常采用强化措施。从曲轴滚压机床的特点出发,设计了三级变压液压系统,采用了强化滚压与滚压校直相结合的方法,实现了自动定位、强化滚压、光整滚压3个过程,以提高滚压质量和滚压校直作用,对于曲轴圆角滚压系统的设计具有一定的参考价值。

滚压强化对45钢螺纹根部表面完整性的影响研究

采用自制的基于普通车床CA6140的螺纹根部滚压强化装置对45钢螺纹试样进行滚压强化工艺处理。使用三维形貌测量仪、显微硬度计、X射线残余应力检测仪、超景深显微镜等检测设备,对滚压完成后的螺纹根部表面粗糙度、表层显微硬度、残余应力,表层显微组织等表面完整性参数进行检测。通过进行单因素试验,探究了螺纹根部滚压强化工艺参数对表面完整性的影响。45钢螺纹试样经过滚压强化工艺后,其螺纹根部的表面粗糙度S由1.71μm减小到0.874μm;螺纹根部形成了明显的晶粒细化层,深度达到了120μm;显微硬度由199.3 HV增加到379.5 HV,硬化程度N=90.4%;表层残余应力呈勺型分布,残余应力在距离表面105μm处达到峰值,为-542 MPa,残余压应力层深度可达700μm。研究结果表明:滚压强化技术可以显著提高螺纹根部的表面完整性,且滚压深度这一工艺参数对其的影响最为显著。

曲轴圆角滚压强化系统设计

从曲轴圆角滚压强化的工艺要求出发,探讨了该工艺的实现方法,进而叙述了该工艺实现的系统设计;对曲轴圆角滚压强化系统设计的总体方案确定具有一定的参考价值。

螺纹滚压强化疲劳断口的分析

利用（SEM）观察了30CrMnSiNi2A钢经螺纹滚压的疲劳断口与未经螺纹液压的疲劳断口，研究和分析螺纹滚压强化对30CrMnSiNi2A钢制造的零件螺纹部位疲劳寿命的影响．结果表明，该钢滚压后的疲劳极限提高了58.6％，疲劳源减少，疲劳扩展区明显增大，疲劳条带间距变窄．初步探讨了滚压强化的机理．

滚压-时效强化改善6061铝合金疲劳性能的试验研究

表面滚压强化与时效强化是改善6061铝合金疲劳性能的有效方式,在确定峰值时效参数后,进行滚压后峰值时效、峰值时效后滚压及热滚压三种滚压-时效组合强化工艺试验,分析影响疲劳性能的材料加工硬化与表层残余应力场的分布情况。结果表明,表面滚压强化与时效强化在材料表层引入的加工硬化与沉淀硬化对改善高周疲劳寿命有利,峰值时效引入的位错增殖可同时改善低周与高周疲劳寿命,其中峰值时效后滚压强化工艺的改善效果尤为显著,可作为改善6061铝合金构件疲劳性能的优选方案。

超声滚压强化7075铝合金工件表面性能的研究

目的探究超声滚压强化技术对7075铝合金工件表面性能的影响。方法对7075铝合金棒状试样精车加工后进行了超声滚压强化处理。综合使用粗糙度测量仪、表面显微硬度仪、金相显微镜以及X射线衍射应力分析仪,研究了处理前后工艺参数中的压下量对试样的表面粗糙度、表面显微硬度、表面微观组织及表面残余应力等表面性能的影响。结果超声滚压强化处理后,试样表面粗糙度由0.976μm降低至0.047μm,表面显微硬度由105.6HV0.2提高至119HV0.2,显微硬度提高了15%。精车加工后,精车试样的表层组织与心部组织几乎无变化。超声滚压强化后,相对心部组织而言,表层晶粒组织得到显著细化,表层均为残余压应力,压应力深度为1.75 mm。残余压应力最大值位于最表层,最大为-174.0 MPa,且距离最表层越远,残余压应力总体呈减小趋势。结论通过对比研究精车试样与超声滚压试样,发现超声滚压强化工艺可以大大地降低试样表面粗糙度,显著地细化表层试样晶粒与提高表面硬度,改善残余应力的分布,并引入一定深度的残余压应力。

曲轴滚压强化圆角变形的有限元分析与仿真

建立了曲轴滚压强化圆角变形的有限元模型,利用ANSYS有限元分析软件,获得了曲轴滚压每一步加载过程中圆角处应力、应变分布,残余变形量等情况,为优化曲轴滚压强化工艺提供理论基础。

曲轴圆角滚压强化系统设计

从曲轴圆角滚压强化的工艺要求出发 ,探讨了该工艺的实现方法 ,进而详述了该工艺实现的系统设计 。

奥氏体不锈钢后卡套滚压强化试验研究

根据双卡套的密封机理对前后卡套性能要求的差异,分别对316及1Cr18Ni9Ti两种奥氏体不锈钢材料制成的后卡套锥面部分进行了滚压工艺的试验研究,分析了结果及其影响因素,并从双卡套密封件形成合理面密封的角度,提出了对前后卡套材料性能进行有效控制的措施。

扭杆弹簧齿根滚压强化残余应力场仿真分析

通过对扭杆弹簧齿根进行滚压强化,使其在齿根处形成残余压应力场,以有效延长扭杆弹簧使用寿命。为了研究滚压工艺对齿根残余应力场分布的影响规律,对齿根滚压加工过程进行了有限元仿真分析,建立了滚压力、等效残余应力和齿根处位移变化量三者之间的关系,研究了滚压后齿根残余应力场的分布规律。仿真结果表明,齿根表面等效残余应力随滚压力的提升而增大,但增大趋势不是线性增加;等效残余应力沿层深的分布呈指数型规律,在齿根表面达到最大值;周向残余应力沿层深的分布为先压后拉,最后趋于零。仿真结果结合在线测量装置监测齿根位移变化量,可预测滚压力和滚压后的残余应力值,从而有效地评价工件的滚压效果。

螺纹根部圆角滚压强化对螺纹疲劳寿命的影响

对高强度钢材料0Cr13Ni8Mo2Al螺栓连接件采用螺纹根部圆角滚压强化工艺,在频率140Hz、高载21.09 kN、载荷比R=0.1条件下与车削螺纹对比疲劳寿命。试验结果表明,螺纹根部圆角滚压强化工艺可以大幅提高螺栓螺纹的疲劳寿命。

曲轴滚压强化残余变形的有限元分析

建立了曲轴滚压强化圆角变形的有限元模型,利用ANSYS有限元分析软件,获得了曲轴在滚压加工中以及卸载后曲轴整体的轴向变形规律和挠曲变形规律,为优化曲轴滚压强化工艺提供理论基础。