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中碳低合金钢磨料磨损预测模型的研究
| 论文题名： | 中碳低合金钢磨料磨损预测模型的研究 |
| 关键词： | 汽车材料;中碳低合金钢;磨料磨损;预测模型 |
| 摘要： | 低合金钢广泛用于汽车零部件的加工制造，车辆零部件运动过程中由于杂质磨粒的影响，零部件磨损速度加快、零件提早失效，易造成车辆运行故障甚至人身伤害。因此，汽车零部件材料磨损机理的研究现已成为一项重要课题。本文针对现有磨料磨损的基础模型中主要使用硬度来表征材料磨损性能、未能体现众多力学性能综合作用或者模型中部分参数很难在实际试验中获取的不足，通过局部变形产生切屑假设、做功-能量转化平衡以及材料本构关系，建立了包含硬度、应变硬化和剪切强度等参数的磨料磨损模型。具体工作有如下几方面: (1)采用Johnson-Cook(J-C)本构模型表征材料流动应力-应变关系，磨粒切向力做功与一定体积材料达到临界应变形成切屑所需能量平衡，建立了“销-砂纸”磨料磨损模型。使用改进的J-C本构模型对磨料磨损模型进行优化，得到了改进的磨料磨损模型。 (2)以中碳低合金钢为研究对象，对其力学性能参数进行了较系统的试验。采用四种不同的热处理工艺分别对材料进行处理，得到不同力学性能的试样。对试样分别进行的硬度测定、准静态拉伸和分离式霍普金森压杆(SHPB)试验，获得材料四种处理态的力学性能参数。通过引入绝热温升热软化项改进J-C本构模型，使得改进的本构模型与试验曲线能较好吻合。 (3)采用二体磨料磨损试验机对试样进行磨损试验，使用扫描电子显微镜(SEM)对试样磨损表面形貌进行观察。试样磨损表面形貌以宽度和深度不等的沟槽、脊和一定数量大小不等的犁皱为主，表现出显微切削和多次塑性变形为主导的磨损机制。经过二体磨料磨损试验的检验，预测模型对塑性较好的试样符合较好，对塑性较差试样存在偏差，但仍不失为一个对磨料磨损具有可信性的预测模型。 |
| 作者： | 徐亮 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘晓红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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