本文選題：開縫襯套 + 雙軸柔性滾彎��； 參考：《南京航空航天大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：開縫襯套冷擠壓強(qiáng)化技術(shù)能顯著提高緊固孔的疲勞壽命,已廣泛應(yīng)用于航天航空、道路軌道等領(lǐng)域。開縫襯套是該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵部分,其制備要求高,難度大。目前國(guó)外襯套制備技術(shù)已相當(dāng)成熟,國(guó)內(nèi)襯套制備技術(shù)還有待提高,特別是小直徑開縫襯套的制備。因此,本文基于雙軸柔性滾彎成形原理,對(duì)小直徑襯套制備工藝及性能展開研究,采用試驗(yàn)與仿真相結(jié)合的方法,主要工作及獲得成果如下:1.針對(duì)剛性軸專用夾具進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),并通過(guò)ADAMS軟件對(duì)夾具進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真,驗(yàn)證了夾具裝夾的穩(wěn)定性和操作的可行性,該夾具可制備出直徑20mm~10mm的小直徑開縫襯套。利用改進(jìn)設(shè)備進(jìn)行雙軸柔性滾彎試驗(yàn),分析剛性軸直徑、彈性輪外徑和帶材寬度對(duì)襯套成形極限尺寸的影響。說(shuō)明襯套成形極限尺寸隨著剛性軸直徑的減小而減小。在使用直徑8mm以下剛性軸時(shí),彈性輪外徑減小或帶材寬度減小,襯套成形極限尺寸隨之減小;在使用直徑8mm以上剛性軸時(shí),彈性輪外徑或帶材寬度改變對(duì)襯套成形極限尺寸的影響不明顯。2.建立了襯套翻邊過(guò)程的三維有限元模型,并通過(guò)MATLAB圖像識(shí)別程序獲取翻邊半徑值,說(shuō)明襯套翻邊不能與外模圓角完全貼合,翻邊半徑過(guò)大或過(guò)小,貼合情況越不理想。利用該仿真模型分析不同翻邊半徑下襯套的應(yīng)力、應(yīng)變分布及軸承工具受力情況,仿真結(jié)果表明:應(yīng)力隨著翻邊半徑的增大而增大。當(dāng)翻邊半徑為1mm和1.5mm時(shí),翻邊外形較好,翻邊外部變形決定了最終翻邊形狀;當(dāng)翻邊半徑大于2mm時(shí),翻邊開始出現(xiàn)皺曲缺陷,且翻邊變形差別較大。軸承受力隨著翻邊半徑的增大而增大。根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)襯套進(jìn)行翻邊試驗(yàn),翻邊外形良好。3.用自制備小直徑開縫襯套進(jìn)行孔的冷擠壓試驗(yàn),設(shè)計(jì)制造配套擠壓芯棒及專用夾具。試驗(yàn)表明擠壓力隨著芯棒的運(yùn)動(dòng)先增大后減小,擠壓力隨著擠壓量的增大而增大,擠壓后孔壁存在一處凸脊,襯套變形破壞不能再次使用。對(duì)冷擠壓孔進(jìn)行殘余應(yīng)力檢測(cè)和顯微硬度測(cè)量,結(jié)果說(shuō)明冷擠壓孔周存在壓應(yīng)力場(chǎng),擠壓量越大,應(yīng)力值越大�？字茱@微硬度提升,擠壓量越大,提升值越大。檢測(cè)結(jié)果說(shuō)明了基于小直徑開縫襯套的孔冷擠壓強(qiáng)化效果,小直徑開縫襯套的性能良好。4.建立了孔冷擠壓過(guò)程的三維有限元模型,仿真結(jié)果說(shuō)明冷擠壓試樣表面的應(yīng)力呈現(xiàn)左右對(duì)稱分布,沿試樣厚度方向,最大應(yīng)力分布在中部,襯套最大塑性應(yīng)變?cè)诜吅烷_縫處。該模型通過(guò)殘余應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果及文獻(xiàn)對(duì)比得到驗(yàn)證。利用該模型分析有無(wú)襯套擠壓、相對(duì)擠壓量、開縫寬度、襯套厚度和初孔直徑不同的情況下,試樣應(yīng)力分布、擠壓力和襯套變形情況。結(jié)果說(shuō)明使用開縫襯套冷擠壓必然產(chǎn)生開縫效應(yīng),但使擠壓力更均勻。相對(duì)擠壓量增大,孔周殘余應(yīng)力增大,切向壓應(yīng)力范圍增大,開縫效應(yīng)增強(qiáng)。開縫寬度增加,開縫效應(yīng)增強(qiáng),開縫寬度不宜超過(guò)3mm。襯套厚度增加使徑向應(yīng)力稍有減小,襯套變形程度隨著襯套厚度的增加而減弱。初孔直徑增大,孔周殘余應(yīng)力增大,擠壓力增大,襯套變形程度增強(qiáng)。
[Abstract]:Based on the principle of double - shaft flexible roll bending , the outer diameter of the liner is reduced or the width of the strip is reduced . The results are as follows : 1 . When the radius of flanging is 1 mm and 1.5 mm , the outer diameter of the liner is reduced or the width of the strip is reduced . Simulation results show that the stress on the surface of the cold - extruded sample shows the right and left symmetric distribution , and the maximum stress is distributed in the middle part along the thickness direction of the sample . The maximum plastic strain of the liner is in the flanging and opening .
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V261;TG376

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本文編號(hào)：1995109