表面合金涂层提高球墨铸铁齿轮接触疲劳强度

以齿轮为研究对象，用常用的辊子模拟方法，在球墨铸铁辊子试件表面分别涂镀铜金属层，镍钨合金层和镍钴合金层，然后与未涂镀试件一起进行接触疲劳强度对比试验，共试验件４０对。结果表明，表面合金涂层显著地提高球墨铸铁齿轮接触表面的疲劳寿命。同时分析了合金涂层的组织结构和性能。     

轴承钢硬切削表面残余应力对滚动接触界面疲劳寿命的影响

为了预测轴承钢硬切削表面残余应力对滚动接触寿命的影响规律,基于高级非线性有限元分析软件MARC,建立了具有平面应变特征的二维滚动接触寿命预测模型,并在二维有限元模型的表面和次表面对应施加了轴承钢硬切削实验所测残余应力,模拟计算典型服役条件下的滚动接触应力;采用基于S N寿命理论的Miner法则,计算轴承钢滚动界面的疲劳接触寿命,分析了在不同摩擦系数、滚动接触频率和外加载荷工况下,硬切削残余压应力对疲劳寿命的影响.结果表明,硬切削残余压应力可使轴承钢的滚动接触疲劳寿命提高10％~30％.其中,载荷对滚动接触疲劳寿命影响最大,摩擦系数的影响最小.     

提高机件接触疲劳抗力的途径

本文讨论了接触疲劳试验的方法,确定了试件接触疲劳失效的指标。研究了表面强化层硬度分布、表面薄层软化处理、滑动此等因素对接触疲劳强度的影响。对于表面强化试件,并对其宏观和电镜断口、剖面裂纹及剥落层深度等进行了接触疲劳裂纹的产生和发展过程的观察和分析。试验表明疲劳裂纹是从内部产生的,与最大切应力理论是一致的。可见增加表层强化层的厚度,提高心部和过渡区的强度可提高机件的接触疲劳寿命。此外,本文并根据本试验结果和有关资料讨论了提高机件接触疲劳抗力的途径。     

风电增速箱输出级齿轮副疲劳寿命有限元分析

建立了风电增速箱输出级斜齿轮副的三维接触有限元模型,计算了静载荷作用下齿轮副的应力应变;基于齿轮材料的疲劳试验常数,计算了材料的近似S-N曲线;对风电增速箱真实载荷谱20种工况的载荷历程进行雨流计数,得到载荷循环数、均值与幅值的关系。在FE-SAFE软件中,对斜齿轮副接触模型进行疲劳寿命分析,研究了载荷、表面粗糙度、残余应力以及轮齿修形量对齿轮副疲劳寿命的影响规律。结果表明,齿轮副应力集中处有少数低寿命点,齿轮副寿命随载荷及齿面粗糙度的增大而减小,残余拉应力使疲劳寿命减小,而残余压应力可使疲劳寿命增大,适度修形可提高齿轮的疲劳寿命。     

交变接触载荷下的铝合金微动疲劳

针对机械工业中广泛存在的微动疲劳失效问题,自主设计开发了一套接触载荷实时可控的微动疲劳试验系统,研究了恒定接触载荷和交变接触载荷对6061-T651铝合金微动疲劳寿命的影响.结果表明:在交变接触载荷条件下,存在一个临界接触载荷使得微动疲劳寿命最低,且微动疲劳寿命随着平均接触载荷的增加呈现先减小后增加的变化行为;在低接触载荷作用下,交变接触载荷条件下的微动疲劳寿命明显低于恒定接触载荷条件下的微动疲劳寿命;在高接触载荷作用下,交变接触载荷与恒定接触载荷对微动疲劳寿命的影响相近.     

凿岩机活塞疲劳寿命的理论分析

根据赫兹接触应力理论,对活塞疲劳失效进行了破坏机理的讨论,指出距冲击接触表面深度约为二分之一接触圆半径处,由于出现最大剪切应力,此处便形成了裂纹源;分析了影响疲劳裂纹扩展速度的重要因素;提出了活塞接触疲劳寿命的理论估算方法。     

预应力硬态切削加工中残余应力的数值模拟

航空轴承外圈的疲劳裂纹分析表明,套圈表面的残余压应力分布致使轴承表面接触疲劳寿命降低。预应力切削是一种能主动控制加工表面的残余应力状态的方法,它是通过预先给工件施加一个弹性范围内的张应力后再进行切削加工。针对预应力硬态切削的特点,建立了切削模拟的三维热力耦合模型;分析研究了材料本构方程、任意拉格朗日-欧拉方法以及刀屑接触面的摩擦模型等切削模拟中的关键技术。最后,通过切削实验和有限元模拟,比较和分析了预应力硬态切削对加工表面应力状态的影响,证明了预应力切削方法能在加工表面产生残余压应力,从而提高加工表面的接触疲劳寿命。     

预紧对高速角接触球轴承疲劳寿命的影响

基于Hertz弹性接触理论、滚动轴承动力学和L-P寿命理论,建立角接触球轴承的动力学方程,采用Newton-Raphson迭代法进行求解.分析预紧力对角接触球轴承疲劳寿命的影响,结果表明:当外界条件一定时,定压预紧轴承疲劳寿命明显比定位预紧轴承疲劳寿命长,轴承内圈疲劳寿命比外圈疲劳寿命长;轴承疲劳寿命随着预紧力、转速的提高而减小,在定压预紧下轴承的疲劳寿命受预紧力的影响较大.     

影响钢轨疲劳裂纹萌生寿命的主要因素分析

建立了钢轨3维弹塑性有限元计算模型,分析了接触斑内应力应变场特点.分析结果表明,在接触斑内钢轨处于三向压缩应力状态,有较大的静水压力;认为静水压力影响滚动接触疲劳裂纹萌生寿命.以临界平面法为基础,提出了考虑静水压力影响的滚动接触疲劳裂纹萌生寿命预测模型,分析了轮载和摩擦系数对疲劳裂纹萌生的影响.结合具体算例分析表明:随着静水压力增大,静水压力对滚动接触疲劳裂纹影响在增大;随着轮载和摩擦系数增加,滚动接触疲劳裂纹萌生寿命迅速减少.     

配合误差对电连接器疲劳寿命影响的建模与评估

以某型电连接器通用接触件22^#插针插孔为研究对象,基于Brown-Miller修正准则,建立了电连接器接触件材料的应变-寿命方程.应用有限元方法计算了接触件单次插拔过程中的力学性能,基于Fe-Safe软件建立了接触件接触疲劳寿命的仿真计算模型,进而完成了配合误差对电连接器疲劳寿命影响的定量化评估.疲劳寿命分析结果表明:该型电连接器在满足设计寿命条件下,允许的最大位移误差为0.038mm,角度误差为0.621°,复合误差为0.03mm和0.405°.根据分析结果提出了提高电连接器疲劳寿命的具体建议,为该型电连接器接触件制造、装配误差控制和工艺改进提供了理论依据.     

激光表面合金化齿轮接触强度研究

以齿轮为研究对象，用辊子模拟方法，对４５＾＃钢制试件进行激光表面铬合金化，然后与４０Ｃｒ钢调质试件和４０Ｃｒ钢高频淬火试进行接触强度对比试验。结果表明：４５＾＃钢试件经铬合金化后，其接触疲劳寿命比４０Ｃｒ钢调质试提高１１．７７倍，而与４０Ｃｒ钢高频淬火试的接触疲劳寿命相当。用扫描电研究分析其显微结构及提高接触强度的机理。     

基于滚刀系统耦合动力学的轴承修形设计

为了防止滚刀轴承接触应力分布出现"边缘效应"现象,在滚子修形过程中确定合适的修形参数尤为重要.以突变冲击的滚刀动态载荷为基础,通过对滚刀系统的弯-轴-摆耦合动力学模型进行求解得到了滚刀轴承的载荷谱.然后基于滚刀轴承的滚子最大载荷,使用Ansys软件对滚刀轴承滚子进行修形设计以获取最佳的修形参数.分析结果表明,边滚刀轴承滚子最大载荷较中心滚刀和正滚刀增大了87%和20%.采用修形凸度量为0.029 mm和接触比为0.6的最佳修形参数修形的滚子消除了滚子滚道接触边缘的应力集中,改善滚子的接触应力分布,平均接触应力下降了17.26%,提高了滚刀轴承的寿命.     

斜压状态下回转窑托轮接触疲劳寿命预测

推导斜压状态下托轮接触应力的计算公式,建立托轮接触疲劳寿命预测模型.计算实例表明:随着支承载荷或托轮偏斜角增大,托轮的接触疲劳寿命显著减少;当托轮支承载荷大于2 500 kN,托轮偏斜角大于1.6°时,疲劳寿命极短,因此应通过调窑,将托轮的最大支承载荷控制在2 500 kN以内,托轮偏斜角控制在1.6°以内.     

清洗研磨对改善铜板带材表面质量的作用

通过铜板带质量缺陷的数据统计,得出铜板带材普遍存在的质量缺陷主要是表面缺陷的结论,并在此基础上论述了清洗研磨对改善铜板带材表面质量的作用,以及保证清洗研磨效果的四个关键要素,即选好研磨辊刷、选好刷辊线径、选好磨粒目数和选好包括接触压力、研磨量及刷辊速度在内的研磨工艺.文章对现实铜板带材生产过程中,如何进一步改善表面质量具有借鉴价值.     

宝钢初轧厂工作辊道冲击疲劳寿命估算

阐明了初轧厂辊道冲击应力计算与传统的动行系数法的不同点.分别计算了钢锭塑性变形能与辊道的弹性变形能,确定了冲击载荷与危险截面的冲击应力。最后,根据有限寿命设计准则并按迈内尔疲劳损伤积累理论估算了辊道寿命,从而对目前的更换周期是否合适作出判断。     

特种圆锥滚子轴承的可靠性优化设计

本文以滚动轴承疲劳寿命预测的强度模型为基础,提出了特种圆锥滚子轴承的可靠性优化设计方法.此方法能够合理确定在特定工况下使用的圆锥滚子轴承的主要几何尺寸,使得轴承的额定寿命延长.     

圆柱/平面径向微动磨损特性及其对疲劳寿命的影响

从微动磨损特性出发,建立圆柱/平面微动磨损分析模型,通过ANSYS计算接触面的接触应力状态和接触面的相对滑移量,得到接触面的接触半径和微动磨损状况.将微动磨损条件下的疲劳寿命划分为微动磨损阶段、疲劳裂纹萌生和裂纹扩展3个阶段,给出接触疲劳应力下3个阶段的疲劳寿命计算方法,结合圆柱/平面径向微动磨损实例进行疲劳寿命估算.结果表明,接触面的应力集中导致裂纹萌生点,将单次施载的磨损量工况下疲劳寿命进行比较,得出微动磨损使构件的疲劳寿命降低,无微动磨损下疲劳寿命约为107.     

润滑油性能对齿面强度的影响

利用圆柱滚子试件,在JP-BD1500 型滚动接触疲劳试验机上,对壳牌油、N100 和 N68工业齿轮油进行接触疲劳和抗塑变对比实验,结果表明,壳牌油润滑件具有较高的抗点蚀和抗塑变能力。边界润滑状态下,膜厚比λ不能反映不同种油润滑的表面间的真实接触状态。边界膜的强度对试件表面间的真实接触状态影响较大,提出了一种直观定量评价润滑油对塑变影响的实验方法。     

Combined effects of fretting and pollutant particles on the contact resistance of the electrical connectors

Usually, when electrical connectors operate in vibration environments, fretting will be produced at the contact interfaces. In addition, serious environmental pollution particles will affect contact resistance of the connectors. The fretting will worsen the reliability of connectors with the pollutant particles. The combined effects of fretting and quartz particles on the contact resistance of the gold plating connectors are studied with a fretting test system. The results show that the frequencies have obvious effect on the contact resistance. The higher the frequency, the higher the contact resistance is. The quartz particles cause serious wear of gold plating, which make the nickel and copper layer exposed quickly to increase the contact resistance. Especially in high humidity environments, water supply certain adhesion function and make quartz particles easy to insert or cover the contact surfaces, and even cause opening resistance.