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鄭州45號鋼板開平板15crmo鋼板
通過對45#鋼U型缺陷平板試件反復加載-卸載的疲勞試驗數據進行分析,測量了試件表面法向的漏磁場分布,分析了U型缺陷對磁記憶信號的影響,以及固定位置的磁場值隨循環次數的變化關系。發現試件在15萬次循環周次時(最終循環周次的30%左右)磁記憶信號出現反轉現象。將磁信號特征參量Kmax的變化規律與損傷力學模型中材料損傷參量D進行對比后發現,材料損傷參量D可以通過磁信號特征參量Kmax進行表述,為金屬磁記憶檢測技術用于評估材料的疲勞損傷程度做了一定的鋪墊。
在加工過程中,零件表面無可避免地會產生殘余應力,殘余應力直接影響加工零件的使用性能和疲勞壽命,使用有限元軟件對切削過程中的殘余應力進行仿真是研究殘余應力的一種重要手段,建立準確的殘余應力仿真模型對于指導生產加工具有重要的工程應用價值。有限元關鍵技術中的工件的材料本構模型和刀-屑摩擦系數對殘余應力仿真結果有著重要的影響,準確確定仿真過程中的材料本構模型參數和刀-屑摩擦系數是提高殘余應力仿真精度的關鍵。基于專業切削有限元軟件Advant Edge FEM研究45#鋼不同的JC本構模型和刀-屑摩擦系數對切削力和殘余應力仿真結果的影響,得出了主切削力對本構模型參數的變化更為敏感而進給力對刀-屑摩擦系數的變化更為敏感這一結論。提出結合有限元法和切削實驗確定45#鋼的JC本構模型參數和刀-屑摩擦系數的方法,以提高切削殘余應力的仿真精度。對有限元反向求解法做出改進并以此確定45#鋼JC本構模型參數,與未改進的方法相比,保持相同的切削力預測精度,卻減少了40%工作量;與通過切削試驗法和SHPB實驗確定的材料JC本構模型參數相比,具有更高的切削力預測精度,表明了改進的有限元反向求解法的高效性和合理性。結合有限元法和正交車削試驗確定刀-屑摩擦系數,并建立刀-屑摩擦系數關于切削變量和刀具前角的經驗模型;確定不同切削條件下的刀-屑摩擦系數并將其代入有限元軟件進行切削力仿真,主切削力和進給力的平均相對誤差分別為12.46%、2.99%。最后根據所提方法確定45#鋼的JC本構模型參數和刀-屑摩擦系數并建立切削殘余應力的仿真模型,提取最大殘余拉應力仿真值,與實驗實測值進行比較,平均誤差為7%;同時,仿真殘余應力與實測殘余應力的分布趨勢大致吻合,證明所提方法的可行性和正確性。
