本文關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)耦元及其特征量對(duì)U71Mn鋼疲勞磨損性能的影響

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【摘要】：許多大中型重載運(yùn)輸任務(wù)都是靠鐵路運(yùn)輸完成的,因?yàn)槠涑杀疽群娇崭?速度比汽運(yùn)更快。鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中的零部件功能好壞直接影響運(yùn)輸?shù)男屎桶踩?鋼軌的性能越好,鐵路運(yùn)輸?shù)姆�(wěn)定性就能對(duì)應(yīng)地提高,運(yùn)輸速度也會(huì)提升,鋼軌的使用壽命延長(zhǎng),更換新鋼軌的成本會(huì)降低。因此,整個(gè)鐵路運(yùn)輸?shù)男б媾c鋼軌的性能有著密切的聯(lián)系。鐵路提速,是對(duì)外展示我國(guó)鐵路運(yùn)輸實(shí)力的一個(gè)標(biāo)志,但是高速運(yùn)行的火車會(huì)加重鋼軌的磨損,如何在惡劣條件下平穩(wěn)安全的完成運(yùn)輸任務(wù)是各界學(xué)者關(guān)心和探討的話題。作為材料研究人員,我們希望采用各種方式,包括新材料,材料性能改進(jìn)或者表面技術(shù)達(dá)到鋼軌耐磨損性能的提升。本課題組對(duì)不同材料進(jìn)行的激光仿生耦合技術(shù)研究進(jìn)行了很多年了,取得了一些成績(jī)。激光熔凝技術(shù)不需要改變材料的成分,通過高能量激光束照射材料表面發(fā)生淬火,鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的馬氏體,提高基體的強(qiáng)度硬度。通過前期大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),仿生試樣的疲勞磨損性能隨著單元體的截面形態(tài)和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,而單元體的形態(tài)和結(jié)構(gòu)主要受到激光加工器的參數(shù):激光頻率、電流、脈寬等影響。仿生單元體里面的馬氏體組織擁有較強(qiáng)的抗塑性變形能力,還能阻礙疲勞裂紋的擴(kuò)展。本文主要研究單元體截面形態(tài)中的深度對(duì)仿生試樣耐磨性的影響。首先進(jìn)行激光的參數(shù)優(yōu)化,前期制備了11組不同的激光參數(shù),獲得11種深度的單元體。一、單元體形態(tài)和載荷一定時(shí),單元體深度越大,其耐磨性越好;二、兩種深度的單元體組合實(shí)驗(yàn)中,寬度差變化控制在5%范圍內(nèi)能有效說明單元體縱向深度占主要影響因素,耐磨損性與排列方式有關(guān)系。深淺交錯(cuò)組合后耐磨性提升。兩種排列方式都會(huì)在較淺單元體附近出現(xiàn)應(yīng)力集中,局部出現(xiàn)更多的點(diǎn)蝕凹坑。深淺深排列在之間出現(xiàn)點(diǎn)蝕增多,深度凈差值為140μm時(shí)達(dá)到試樣的磨損最小值,其抗疲勞磨損能力最優(yōu)。三、三種深度交錯(cuò)的仿生式樣中,單元體的深度差太大,最淺的單元體向基體以曲線形式傳遞的應(yīng)力會(huì)增加,基體與單元體接觸區(qū)域產(chǎn)生的疲勞磨損破壞更明顯。兩種深度單元體組合的仿生式樣耐磨性三種深度單元體組合的仿生式樣單一深度仿生式樣未處理式樣。在實(shí)際應(yīng)用中,為了操作方便,節(jié)省成本,建議采用兩種深度單元體交錯(cuò)組合形式。
【關(guān)鍵詞】：仿生耦合 激光熔凝 結(jié)構(gòu)耦元 深度結(jié)構(gòu)尺寸
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG142.1;TG115.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-28
• 1.1 研究背景及意義12-14
• 1.2 鋼軌滾動(dòng)接觸疲勞磨損14-22
• 1.2.1 滾動(dòng)接觸疲勞磨損的破壞形式14-16
• 1.2.2 造成鋼軌滾動(dòng)接觸疲勞磨損的原因16-18
• 1.2.3 鋼軌滾動(dòng)接觸疲勞機(jī)理18-20
• 1.2.4 鋼軌滾動(dòng)接觸疲勞預(yù)防措施20-22
• 1.3 激光仿生耦合理論及制備22-26
• 1.3.1 仿生學(xué)發(fā)展22-25
• 1.3.2. 激光仿生耦合技術(shù)25
• 1.3.3 激光仿生耦合在鋼軌疲勞磨損中的應(yīng)用25-26
• 1.4 研究?jī)?nèi)容26-28
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方法及設(shè)備28-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料28-29
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)29-32
• 2.2.1 仿生耦合表面設(shè)計(jì)29-30
• 2.2.2 仿生耦合試樣尺寸30-31
• 2.2.3 激光加工系統(tǒng)31-32
• 2.3 性能測(cè)試32-33
• 2.3.1 顯微顯微硬度32
• 2.3.2 摩擦磨損測(cè)試32-33
• 2.4 微觀表征33-35
• 2.4.1 物相分析33-34
• 2.4.2 顯微組織分析34
• 2.4.3 磨損形貌分析34
• 2.4.4 有限元分析34-35
• 第3章 單一深度結(jié)構(gòu)尺寸的單元體對(duì)U71Mn鋼疲勞磨損性能的影響35-52
• 3.1 引言35
• 3.2 激光參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)35-37
• 3.3 單一深度單元體的顯微組織分析37-43
• 3.3.1 物相分析37
• 3.3.2 組織分析37-39
• 3.3.3 不同深度單元體的顯微硬度39-41
• 3.3.4 不同深度的單元體截面尺寸41-43
• 3.4 單一深度的單元體仿生試樣的磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析43-45
• 3.4.1 單一深度單元體仿生試樣的磨損失重量43-44
• 3.4.2 單一深度單元體仿生試樣的磨損形貌44-45
• 3.5 單一深度結(jié)構(gòu)尺寸的單元體仿生試樣磨損機(jī)理分理45-50
• 3.6 本章小結(jié)50-52
• 第4章 兩種混合深度結(jié)構(gòu)尺寸的單元體對(duì)U71Mn鋼疲勞磨損性能的影響52-66
• 4.1 引言52
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)52-54
• 4.3 兩種深度組合的單元體仿生試樣磨損試驗(yàn)分析54-59
• 4.4 兩種深度交錯(cuò)的抗疲勞磨損機(jī)理59-64
• 4.4.1 淺深淺組合59-62
• 4.4.2 深淺深組合62-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 第5章 三種混合深度結(jié)構(gòu)尺寸的單元體對(duì)U71Mn鋼疲勞磨損性能的影響66-74
• 5.1 引言66
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)66-68
• 5.3 三種深度單元體組合的仿生試樣磨損試驗(yàn)分析68-72
• 5.3.1 三種深度單元體組合的仿生試樣磨損失重量68-71
• 5.3.2 三種深度單元體組合的仿生試樣磨損形貌71-72
• 5.4 三種深度交錯(cuò)的抗疲勞磨損機(jī)理72-74
• 第6章 結(jié)論74-75
• 參考文獻(xiàn)75-80
• 致謝80

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 仝健民,李明義;材料的沖擊磨料磨損耐磨性及其疲勞磨損機(jī)制[J];機(jī)械工程材料;1993年03期

2 趙曉玲;;三角皮帶傳動(dòng)疲勞磨損研究[J];廣西輕工業(yè);2007年11期

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4 張志強(qiáng);李國(guó)祿;王海斗;徐濱士;樸鐘宇;;基于聲發(fā)射原理監(jiān)測(cè)涂層疲勞磨損的研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2012年01期

5 劉永p

本文編號(hào)：1130602