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- 航空齿轮钢表面完整性与滚动接触疲劳性能关联规律研究
- 作者： 吴吉展 魏沛堂 刘怀举 吴少杰 朱才朝 来源： 机械工程学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 疲劳极限 二次喷丸 微粒喷丸 滚磨光整 疲劳寿命 表面完整性
- 描述： 齿轮接触疲劳是限制航空、航天、新能源汽车、舰艇等高端装备可靠性、长寿命、轻量化需求的重要瓶颈。抗疲劳制造是实现高表面完整性和服役性能的关键，揭示齿轮表面完整性与疲劳性能之间的关联规律成为工程及学术界的研究重点。讨论了常规喷丸、二次喷丸、微粒喷丸、滚磨光整、喷丸光整等加工工艺对AISI9310渗碳淬火航空齿轮钢表面完整性及滚动接触疲劳性能的影响，并给出抗接触疲劳主动设计方法。通过对不同制造工艺的试件开展滚动接触疲劳试验，揭示表面完整性与服役性能之间的关联规律。结果表明，2 500 MPa接触应力状态下，相对于磨削状态，二次喷丸、微粒喷丸、滚磨光整能使接触疲劳寿命分别提升75.7%、62.3%、117%；常规喷丸、喷丸光整加工工艺能使滚动疲劳极限分别达到2269MPa和2 553 MPa，相对于渗碳磨削状态分别提升2.9%和14.87%。
- 服役工况及喷丸强化对航空齿轮钢接触疲劳性能的影响
- 作者： 李嘉玮 赵新浩 李炎军 吴吉展 魏沛堂 刘怀举 来源： 表面技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 滑差率 接触应力 喷丸强化 服役工况 航空齿轮钢 滚动接触疲劳
- 描述： 目的 针对不同服役工况和表面处理下航空齿轮钢接触疲劳性能不明确的问题,探究不同工况参数及喷丸强化对AISI 9310航空齿轮钢接触疲劳性能的影响。方法 基于双圆盘滚动接触疲劳试验台,对AISI 9310航空齿轮钢圆盘滚子试件在2种接触应力、3种滑差率的服役工况,以及渗碳磨削、喷丸强化2种工艺下开展滚动接触疲劳性能研究。使用白光干涉仪、X射线衍射应力仪和显微硬度仪对喷丸强化前后的表面形貌、残余应力和显微硬度进行表征,探究喷丸处理后的表面完整性与滚动接触疲劳性能之间的规律。结果 当接触应力由2.5 GPa增至3.0 GPa时,AISI 9310试件的滚动接触疲劳寿命降低了64.7%;当滑差率由10%增至20%、30%时,试件的滚动接触疲劳寿命分别下降了18.9%和42.8%,同时寿命分散性有所降低。此外,研究发现喷丸强化使试件表面残余压应力提升了104.3%,并形成了残余压应力层,表面显微硬度提升了4.8%,同时使试件的沟壑状刀痕转变为凹凸不平的弹坑,表面性状宽高比提升至0.931 0,更有利于润滑油的储存,从而使得试件的滚动接触疲劳寿命提升了87.8%。结论 获取了不同接触应力、滑差率和表面强化处理对AISI9310航空齿轮钢滚动接触疲劳性能的影响规律,为我国航空齿轮抗疲劳设计制造提供了评价方法和基础数据。