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喷丸工艺对1Cr11Ni2W2MoV钢螺母表面性能和显微组织的影响

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机械工程材料 2022年第2期46卷 31-34,42页

作者：方军詹玉婷靳凯安徽天航机电有限公司芜湖241000 南京航空航天大学机电学院南京211100 国营芜湖机械厂芜湖241000

采用3种不同喷丸强化工艺(干喷丸、先干喷丸后湿喷丸以及湿喷丸)对1Cr11Ni2W2MoV钢螺母表面进行强化处理,比较了喷丸工艺对螺母表面残余应力、粗糙度、显微组织的影响。结果表明:湿喷丸后螺母表面残余压应力最大,且最大残余压应力出现... 详细信息

采用3种不同喷丸强化工艺(干喷丸、先干喷丸后湿喷丸以及湿喷丸)对1Cr11Ni2W2MoV钢螺母表面进行强化处理,比较了喷丸工艺对螺母表面残余应力、粗糙度、显微组织的影响。结果表明:湿喷丸后螺母表面残余压应力最大,且最大残余压应力出现在大圆弧截面处,达到550 MPa,同时表面粗糙度R_(a)最小,分布在0.75~0.85μm范围;干喷丸后螺母的表面残余压应力最小,表面粗糙度R_(a)最大,分布在2.5~3.2μm范围。喷丸后螺母外层晶粒破碎而得到明显细化,而中心层的晶粒未发生明显变化;湿喷丸工艺和先干喷丸后湿喷丸工艺分别在螺母表面形成0.15,0.25 mm深度的残余应力层,适合采用先干喷丸后湿喷丸方式对1Cr11Ni2W2MoV钢螺母表面进行强化处理。

关键词：螺母喷丸强化残余应力表面粗糙度显微组织

航天器结构用不同材质的侧面销钉和螺母组件的耐蚀性能研究

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精密成形工程 2022年第7期14卷 143-149页

作者：韩修柱霍秀兵周志勇常磊王谦王旭东北京空间飞行器总体设计部北京100094 北京卫星制造厂有限公司北京100094 航天东方红卫星有限公司北京100094 北京科技大学北京100083

目的针对航天器结构用不同材质的侧面销钉和螺母组件在实际的使用工况下极易出现腐蚀与咬死的问题,对不同材质的侧面销钉和螺母组件的耐蚀性能进行研究。方法分别在高量级腐蚀条件和低量级腐蚀条件下,采用重复拧紧试验方法,对侧面销... 详细信息

目的针对航天器结构用不同材质的侧面销钉和螺母组件在实际的使用工况下极易出现腐蚀与咬死的问题,对不同材质的侧面销钉和螺母组件的耐蚀性能进行研究。方法分别在高量级腐蚀条件和低量级腐蚀条件下,采用重复拧紧试验方法,对侧面销钉和螺母开展耐腐蚀性能、防咬死性能研究。结果在高量级腐蚀条件下,无表面处理的30CrMnSiA侧面销钉+TC4螺母组件在经历12 h腐蚀试验后,其表面发生了100%的腐蚀;经历过重复拧紧试验的30CrMnSiA(表面镀镍)侧面销钉+TC4螺母组件,在经历12h腐蚀试验后,其表面腐蚀面积>50%;未经历重复拧紧试验的30CrMnSiA(表面镀镍)侧面销钉+TC4螺母组件,在经历12 h腐蚀试验后,其腐蚀面积约为25%~50%。在低量级腐蚀条件下,经历重复拧紧试验和未经历重复拧紧试验的30CrMnSiA(表面镀镍)侧面销钉+TC4螺母组件均未发生表面腐蚀,而30CrMnSiA(无镀镍)侧面销钉+TC4螺母组件的腐蚀面积为25%~50%。镀镍处理可以显著提高30CrMnSiA侧面销钉的耐腐蚀性能。结论经过镀镍表面处理的30CrMnSiA侧面销钉比经过表面钝化处理的1Cr17Ni2侧面销钉具有更好的耐蚀性能、防咬死性能和环境适应性。重复拧紧虽然对镀镍侧面销钉的耐腐蚀性能有影响,但重复拧紧后的侧面销钉和螺母组件的耐蚀性能仍优于无镀镍处理的侧面销钉和螺母组件。30CrMnSiA镀镍侧面销钉+TC4螺母的组件通过了低量级实际工况的盐雾试验考核。

关键词：销钉螺母防咬死耐腐蚀

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镀镉45钢磷化憎水螺母表面黑斑原因分析

电镀与涂饰 2023年第17期42卷 24-28页

作者：谭瑶杜娟朱凯陈黎李新政航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司四川成都610091

通过宏微观形貌观察、能谱分析、耐蚀性检测及复现试验,对镀镉45钢磷化憎水螺母表面黑斑的性能及形成原因进行分析。结果表明,黑斑处存在Ca元素富集的圆形絮状结晶。磷化槽边缘的“水垢”未及时清理而掉落磷化槽中,其中的Ca^(2+)参与磷... 详细信息

通过宏微观形貌观察、能谱分析、耐蚀性检测及复现试验,对镀镉45钢磷化憎水螺母表面黑斑的性能及形成原因进行分析。结果表明,黑斑处存在Ca元素富集的圆形絮状结晶。磷化槽边缘的“水垢”未及时清理而掉落磷化槽中,其中的Ca^(2+)参与磷化反应而形成圆形絮状结晶,宏观下呈现黑斑特征。

关键词：中碳钢螺母镀镉锌系磷化黑斑缺陷故障处理

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不同喷丸工艺对螺母表面残余应力分布的影响

机械设计与制造 2022年第7期377卷 169-172页

作者：陈建彬王虎军蔡继文王子昱安徽天航机电有限公司安徽芜湖241000 南京航空航天大学机电学院江苏南京211100

喷丸强化会使零件表面产生残余压应力,可以提高零件抗疲劳能力。试验采用正交试验法对螺母表面进行喷丸强化,沿着螺母轴向方向取三个截面进行残余应力测试分析。试验表明喷丸强化后螺母表面的残余应力均为压应力,有利于提高螺母的抗应... 详细信息

喷丸强化会使零件表面产生残余压应力,可以提高零件抗疲劳能力。试验采用正交试验法对螺母表面进行喷丸强化,沿着螺母轴向方向取三个截面进行残余应力测试分析。试验表明喷丸强化后螺母表面的残余应力均为压应力,有利于提高螺母的抗应力腐蚀和抗疲劳能力;螺母直段截面和大圆弧截面的残余压应力分布在(400~500)MPa,大于小圆弧截面的残余压应力;通过SPSS软件对螺母不同截面以及整体残余应力分布进行显著性分析,表面喷丸流量对螺母整体残余应力分布影响较为显著,并且得出了较为优异的喷丸强化工艺参数。

关键词：螺母喷丸强化残余应力显著性分析

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螺母表面滚压强化有限元分析

热加工工艺 2021年第6期50卷 79-82页

作者：王虎军陈建彬陈卫林蔡继文陈文亮国营芜湖机械厂安徽芜湖241000 南京航空航天大学机电学院江苏南京211100

滚压强化能够提高零件的疲劳强度和综合力学性能。对螺母表面进行滚压强化有限元分析,预测滚压强化后螺母表面的残余应力的分布状况。通过ABAQUS软件对螺母表面滚压强化进行数值模拟,比较了不同压下量、进给速度、滚压速度对残余应力分... 详细信息

滚压强化能够提高零件的疲劳强度和综合力学性能。对螺母表面进行滚压强化有限元分析,预测滚压强化后螺母表面的残余应力的分布状况。通过ABAQUS软件对螺母表面滚压强化进行数值模拟,比较了不同压下量、进给速度、滚压速度对残余应力分布的影响。结果表明,滚轮速度对螺母的表面强化有着显著的影响。随着滚压速度的增加,螺母圆角部位残余应力逐渐增大,且滚压速度越大,圆角部位的等效应力分布越均匀。但是过快的滚压速度会导致螺母表面产生划痕,不利于疲劳强度的提高。

关键词：螺母滚压强化残余应力

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基于有限元仿真的螺母表面残余应力分析

塑性工程学报 2020年第10期27卷 165-171页

作者：陈卫林詹玉婷靳凯随磊蔡继文王建华安徽天航机电有限公司安徽芜湖241060 南京航空航天大学机电学院江苏南京211106 国营芜湖机械厂安徽芜湖241007

针对现有螺母喷丸工艺中的单层弹丸或多层规则弹丸模型的不足,在ABAQUS有限元分析软件中建立了多层随机弹丸分布模型,使用该模型研究了弹丸层数、喷丸角度和喷丸速度对螺母表面残余应力的影响,并通过喷丸试验对多层随机弹丸模型进行验... 详细信息

针对现有螺母喷丸工艺中的单层弹丸或多层规则弹丸模型的不足,在ABAQUS有限元分析软件中建立了多层随机弹丸分布模型,使用该模型研究了弹丸层数、喷丸角度和喷丸速度对螺母表面残余应力的影响,并通过喷丸试验对多层随机弹丸模型进行验证。结果表明:多层随机弹丸分布模型下的仿真结果与试验结果基本符合,说明该模型是准确可靠的。喷丸后的螺母表面残余应力呈现压应力状态,最大压应力出现在螺母直段,最小残余压应力出现在螺母小圆弧部位。喷丸强化角度越大,螺母表面强化效果越好,表面残余应力数值越小,螺母表面残余压应力数值与喷丸角度呈正相关。

关键词：螺母喷丸强化有限元仿真残余应力

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喷丸强化对自制螺母疲劳寿命性能的影响分析

中国腐蚀与防护学报 2021年第3期41卷 395-399页

作者：詹玉婷王建华靳凯陈建彬王虎军方军陈卫林随磊南京航空航天大学机电学院南京211100 国营芜湖机械厂芜湖241000 安徽天航机电有限公司芜湖241000

将自制螺母喷丸前后的疲劳实验结果进行了对比,同时对比了喷丸后的自制螺母与同规格沈制螺母的疲劳实验结果。结果表明,喷丸强化可以提高螺母的疲劳寿命,喷丸强化后的自制螺母水平阶段的应力升降范围比未喷丸自制螺母明显上升,较大的静... 详细信息

将自制螺母喷丸前后的疲劳实验结果进行了对比,同时对比了喷丸后的自制螺母与同规格沈制螺母的疲劳实验结果。结果表明,喷丸强化可以提高螺母的疲劳寿命,喷丸强化后的自制螺母水平阶段的应力升降范围比未喷丸自制螺母明显上升,较大的静载荷比下,自制螺母断裂时的疲劳循环周次较低,喷丸强化后自制螺母的FLPF为24.38%,FSIP为26.26%,相同的喷丸条件下,自制螺母强化后的抗疲劳特性较同规格沈制螺母有显著提升,最大应力为160 MPa时,自制件的循环周次较沈制件提高了87.8%。

关键词：螺母喷丸强化疲劳实验疲劳寿命残余应力 S-N曲线

螺母锻压自动生产线及锻压工位转换位置控制算法研究

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螺母锻压自动生产线及锻压工位转换位置控制算法研究

作者：师国辉河北工程大学

学位级别：硕士

文章针对机械自动化制造领域的实际应用需要,提出一种变论域模糊PID位置控制算法,应用于螺母自动化锻压生产线的锻压机工位转换移动工作台位置控制系统的控制器设计中。对工位转换移动工作台的位置控制环节建立了等效数学模型,通过Matla... 详细信息

文章针对机械自动化制造领域的实际应用需要,提出一种变论域模糊PID位置控制算法,应用于螺母自动化锻压生产线的锻压机工位转换移动工作台位置控制系统的控制器设计中。对工位转换移动工作台的位置控制环节建立了等效数学模型,通过Matlab&Simulink软件建立了基于变论域模糊PID算法的移动工作台位置控制系统模型并进行了仿真验证。结果表明使用变论域模糊PID控制的系统具有良好的动、静态性能,在响应速度、稳态调节时间以及稳态精度等方面具有更好的优越性。文章主要进行以下几方面的研究:首先,根据锻压加工的工艺流程、加工特点和企业生产要求,设计了螺母热锻自动生产线整体方案。整体方案包括单机多工位热锻机及其自动上料、下料装置,金属棒料自动加工机械,可以完成螺母从金属棒料的解捆、切割下料、加热、锻压成型工序的自动化生产。该螺母热锻自动化生产线方案采用模块化设计,具有高效、柔性化的特点。根据整体方案对单机多工位锻压机自动化输送装置进行了总体设计,同时对工位转换移动工作台进行了设计,并利用solidworks软件进行了建模。然后,根据工位转换移动工作台位置控制环节的组成特征,采用了三闭环反馈的控制原理,建立了位置控制系统及丝杠传动系统等效数学模型,同时对整个移动工作台位置控制系统模型进行了简化并计算,最终得到移动工作台整体系统传递函数。最后,根据工位转换移动工作台控制系统要求和控制特性,提出基于变论域模糊PID的移动工作台位置控制算法。在模糊PID控制的基础上加入变论域模块,使模糊控制的论域随系统条件变化而调整,最终整定出满足系统控制要求的PID参数。通过MATLAB/Simulink软件,建立了基于变论域模糊PID算法的移动工作台位置控制系统模型并进行了仿真验证。仿真结果显示,位置控制系统采用变论域模糊PID控制算法,提高了系统的响应速度、降低了系统的稳态调节时间,同时减少了系统的稳态误差,系统控制效果更优,适合在复杂的非线性耦合控制系统中使用。文章提出的基于变论域模糊PID位置控制算法的螺母锻压自动化工位转换移动工作台控制系统具有较好的创新性,同时具有较强的理论研究意义与工程应用价值。

关键词：螺母锻压自动生产线位置控制系统变论域模糊PID

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采煤机螺母开裂的失效分析

金属热处理 2019年第10期44卷 206-208页

作者：马军涛卢杉焦作大学教务处河南焦作454000 焦作大学机电工程学院河南焦作454000

利用扫描电镜、直读光谱仪和光学显微镜研究了采煤机螺母的断口形貌、化学成分和微观组织。结果表明:螺母的化学成分对应于40Cr钢,硬度和显微组织均符合相关国家标准的技术要求。裂纹起源处有颗粒状的非金属夹杂物,微观形貌是沿晶断裂... 详细信息

利用扫描电镜、直读光谱仪和光学显微镜研究了采煤机螺母的断口形貌、化学成分和微观组织。结果表明:螺母的化学成分对应于40Cr钢,硬度和显微组织均符合相关国家标准的技术要求。裂纹起源处有颗粒状的非金属夹杂物,微观形貌是沿晶断裂和韧性断裂,由于夹杂物在受到外力时候破坏金属基体的连续性,且镀锌过程中螺母吸附了大量氢原子,这些氢原子在晶界处聚集,弱化了晶界之间的结合力,在外力的诱发作用下,形成早期的脆性断裂。针对失效原因进行工艺改进,首先选用特钢材料,其次增加除氢工序;经实际生产验证,采取的改进措施取得满意效果。

关键词：螺母氢脆夹杂物沿晶开裂失效分析