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给自己挖个大坑,说说强度和硬度

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发表于 2017-7-12 15:04:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 不懂的太多xx 于 2017-7-12 15:07 编辑

材料博大精深,工作年限多一点,就会有新的了解。今天说的仅限于现在我对强度和硬度的理解。材料是钢,对象零件是我做的一个活塞销,配滚针轴承用的。感觉没对象说不清楚。先不扯到韧性和裂纹敏感,这部分“花”还扯不出来。
活塞销的结构参数的设计都是一套成熟的方法,不啰嗦。就说表面硬度要求的由来。弹性力学里面有“集中力在直边界上的一点”的分析,里面是用一个半圆的圆柱受力代替集中力。
在这个接触区域内,应力要比其他部分大的多。做一个接触分析能得出来这个应力有多大。滚针轴承和活塞销就是一个典型的接触问题,局部应力很大,这已经超过了材料出厂状态的屈服极限。出现的状况就是,活塞销发生塑性变形。
很明显的对比,我做活塞销的时候考虑到这个问题,知道必须加上表面硬度要求,自然在图纸上加上了;而我另外一个老同事,可能忘记加了。回来两种销子,同样运转一定时间后,他的销子中间很明显的被“压下去”,而我做的销子没事。他的产生塑性变形,销子就像被硬化一样。周而复始,塑性变形一点点累加起来,最后就像被“啃”下去一样。
弹性模量不会怎么变化,硬度高的销子表面只是发生弹性变形,所以不会被“啃”,热处理提高了屈服强度。除去耐磨,硬度高,抵抗塑性变形能力高,实际就是提高了屈服强度和抗拉强度。就这来说,硬度高,强度也高。
齿轮啮合时也是一个接触面,局部应力很大。在这个接触区域内,从外到内有一个应力变化的梯度。如果硬度仅限于表面,那么在齿轮略深一点的区域,局部应力已经超过了屈服极限,就会发生塑性变形而“凹陷”。所以硬度梯度表达的也是接触区域应力变化的梯度。
用哪个强度理论,就算哪个应力变化。我查到的都是一些老资料,关于齿轮的大都用的第三强度理论估算的。然后在根据应力变化的梯度,找到一种应力和硬度之间的换算关系,反推出来硬度梯度。
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发表于 2017-7-12 20:26:54 | 显示全部楼层
破坏形式到了塑性变形,貌似就不是硬度梯度的事了。硬度梯度的对象是疲劳点蚀,玩的是应力状态。以前看资料的印象。真要玩硬度梯度,我觉得除了力学基础理论,还得跑渗碳淬火炉前练练火候。

点评

刚又看了一下结城晋的论文,那个公式没问题。是我记混了,有个国内的论文引用的时候引错的,不好意思。。。  发表于 2017-7-13 11:32
条马硬度大,产生残余压应力,同时也使屈服强度提升。残余压应力和应力梯度的合并,不超过最大剪应力。  发表于 2017-7-13 10:04
网上下载不到,就到手机超星下载看了海大说的论文。里面有一个公式是,残余压应力与剪应力之间的换算关系式。是应力梯度和硬度之间的联系。  发表于 2017-7-13 10:02
硬度梯度的变化,从组织上讲就是马氏体形态的变化。同时,硬度梯度也反应局部应力的变化趋势,是和荷载之间的关系。  发表于 2017-7-13 09:05
从金相来说,是从表面高碳区0.8%~1.0%碳浓度逐渐下降。0.2%以下全部为条马;0.2~0.6%,80%是条马;0.6%~1.0%,80%是针马;1.0%几乎全部是针马。  发表于 2017-7-13 09:03
就说给自己罢
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发表于 2017-7-12 15:28:16 | 显示全部楼层
还有一点,压溃
许多东西,你放下了,是个永远的困扰,每天都出现,无法避免。
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发表于 2017-7-12 16:02:54 | 显示全部楼层
首先,齿轮是高副,是线接触,不是面接触

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肯定没看接触分析  发表于 2017-7-12 16:09
点接触,线接触,变形了都是面接触,不然怎么算嘞。  发表于 2017-7-12 16:07
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发表于 2017-7-12 21:07:46 | 显示全部楼层
强势围观 学习中
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发表于 2017-7-13 09:56:39 | 显示全部楼层
不管怎么说,读书就好,读一步,深入一些,回头看自己,越来越明白,

点评

这种定量关系,在一定比例下是的,到高深了,是没有资料的,那是公司核心数据,你要学的是基础部分,你学这个,找高强度齿轮计算的资料看  发表于 2017-7-13 10:40
关系,还没找到定量计算的关系。硬度高,首先带来屈服高。硬度高就会变成马,体积变大,有残余应力。您是怎么玩硬度梯度的?  发表于 2017-7-13 10:13
8爷,我对硬度梯度现在的定量计算,是载荷产生的应力梯度和残余应力合并,不超过热处理后的屈服强度的三分之二。残余应力与马氏体形态和比例的  发表于 2017-7-13 10:10
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发表于 2017-7-13 14:21:22 | 显示全部楼层
硬度的梯度,如果没有梯度,软硬之间就成层了,硬层易被剥离
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