310 Cydran gemegol tiwb coil dur di-staen, Effaith Diffygion Arwyneb mewn Gwifren Dur Caled ag Olew ar Fywyd Blinder Falf Springs mewn Peiriannau Modurol

Diolch am ymweld â Nature.com.Rydych chi'n defnyddio fersiwn porwr gyda chefnogaeth CSS gyfyngedig.I gael y profiad gorau, rydym yn argymell eich bod yn defnyddio porwr wedi'i ddiweddaru (neu analluogi Modd Cydnawsedd yn Internet Explorer).Yn ogystal, er mwyn sicrhau cefnogaeth barhaus, rydym yn dangos y wefan heb arddulliau a JavaScript.
Sliders yn dangos tair erthygl fesul sleid.Defnyddiwch y botymau cefn a nesaf i symud trwy'r sleidiau, neu'r botymau rheolydd sleidiau ar y diwedd i symud trwy bob sleid.

Dur di-staen 310 o diwbiau torchog / tiwbiau wedi'u torchiCyfansoddiad Cemegola chyfansoddiad

Mae'r tabl canlynol yn dangos cyfansoddiad cemegol dur di-staen gradd 310S.

10*1mm 9.25*1.24 mm 310 Cyflenwyr tiwb torchog capilari dur di-staen

Priodweddau Corfforol

Mae priodweddau ffisegol dur gwrthstaen gradd 310S yn cael eu harddangos yn y tabl canlynol.

Priodweddau Mecanyddol

Mae'r tabl canlynol yn amlinellu priodweddau mecanyddol dur gwrthstaen gradd 310S.

Priodweddau Thermol

Rhoddir priodweddau thermol dur di-staen gradd 310S yn y tabl canlynol.

Dynodiadau Eraill

Rhestrir dynodiadau eraill sy'n cyfateb i ddur di-staen gradd 310S yn y tabl canlynol.

Pwrpas yr astudiaeth hon yw gwerthuso bywyd blinder gwanwyn falf injan Automobile wrth gymhwyso micro-ddiffygion i wifren caledu olew o 2300 MPa gradd (gwifren OT) gyda dyfnder diffyg critigol o 2.5 mm mewn diamedr.Yn gyntaf, cafwyd dadffurfiad diffygion wyneb y wifren OT yn ystod gweithgynhyrchu'r gwanwyn falf trwy ddadansoddiad elfen gyfyngedig gan ddefnyddio dulliau is-efelychu, a mesurwyd straen gweddilliol y gwanwyn gorffenedig a'i gymhwyso i fodel dadansoddi straen y gwanwyn.Yn ail, dadansoddwch gryfder y gwanwyn falf, gwiriwch am straen gweddilliol, a chymharwch lefel y straen cymhwysol ag amherffeithrwydd arwyneb.Yn drydydd, gwerthuswyd effaith microdefects ar fywyd blinder y gwanwyn trwy gymhwyso'r straen ar ddiffygion wyneb a gafwyd o ddadansoddiad cryfder y gwanwyn i'r cromliniau SN a gafwyd o'r prawf blinder flexural yn ystod cylchdroi'r wifren OT.Dyfnder diffyg o 40 µm yw'r safon gyfredol ar gyfer rheoli diffygion arwyneb heb beryglu bywyd blinder.
Mae gan y diwydiant modurol alw mawr am gydrannau modurol ysgafn i wella effeithlonrwydd tanwydd cerbydau.Felly, mae'r defnydd o ddur cryfder uchel uwch (AHSS) wedi bod yn cynyddu yn ystod y blynyddoedd diwethaf.Mae ffynhonnau falf injan modurol yn bennaf yn cynnwys gwifrau dur caledu olew (gwifrau OT) sy'n gwrthsefyll gwres, sy'n gwrthsefyll traul ac nad ydynt yn sagging.
Oherwydd eu cryfder tynnol uchel (1900-2100 MPa), mae'r gwifrau OT a ddefnyddir ar hyn o bryd yn ei gwneud hi'n bosibl lleihau maint a màs ffynhonnau falf yr injan, gwella effeithlonrwydd tanwydd trwy leihau ffrithiant gyda'r rhannau cyfagos1.Oherwydd y manteision hyn, mae'r defnydd o wialen wifren foltedd uchel yn cynyddu'n gyflym, ac mae gwialen wifren cryfder uwch-uchel o ddosbarth 2300MPa yn ymddangos un ar ôl y llall.Mae ffynhonnau falf mewn peiriannau modurol angen bywyd gwasanaeth hir oherwydd eu bod yn gweithredu o dan lwythi cylchol uchel.Er mwyn bodloni'r gofyniad hwn, mae gweithgynhyrchwyr fel arfer yn ystyried bywyd blinder sy'n fwy na 5.5 × 107 o gylchoedd wrth ddylunio ffynhonnau falf ac yn rhoi straen gweddilliol ar wyneb y gwanwyn falf trwy brosesau saethiad a chrebachu gwres i wella bywyd blinder2.
Bu cryn dipyn o astudiaethau ar fywyd blinder ffynhonnau helical mewn cerbydau o dan amodau gweithredu arferol.Mae Gzal et al.Cyflwynir dadansoddiadau elfen ddadansoddol, arbrofol a meidraidd (FE) o sbringiau helical eliptig gydag onglau helics bach o dan lwyth statig.Mae'r astudiaeth hon yn rhoi mynegiant clir a syml ar gyfer lleoliad cymhareb straen cneifio uchaf yn erbyn agwedd a mynegai anystwythder, ac mae hefyd yn darparu mewnwelediad dadansoddol i'r straen cneifio mwyaf, paramedr hanfodol mewn dyluniadau ymarferol3.Pastorcic et al.Disgrifir canlyniadau'r dadansoddiad o ddinistrio a blinder sbring helical a dynnwyd o gar preifat ar ôl methu â gweithredu.Gan ddefnyddio dulliau arbrofol, archwiliwyd sbring wedi torri ac mae'r canlyniadau'n awgrymu bod hyn yn enghraifft o fethiant blinder cyrydiad4.twll, ac ati Mae nifer o fodelau bywyd gwanwyn atchweliad llinellol wedi'u datblygu i werthuso bywyd blinder ffynhonnau helical modurol.Putra ac eraill.Oherwydd anwastadrwydd wyneb y ffordd, mae bywyd gwasanaeth gwanwyn helical y car yn cael ei bennu.Fodd bynnag, ychydig o ymchwil sydd wedi'i wneud ar sut mae diffygion arwyneb sy'n digwydd yn ystod y broses weithgynhyrchu yn effeithio ar fywyd ffynhonnau coil modurol.
Gall diffygion wyneb sy'n digwydd yn ystod y broses weithgynhyrchu arwain at grynodiad straen lleol mewn ffynhonnau falf, sy'n lleihau eu bywyd blinder yn sylweddol.Mae diffygion arwyneb ffynhonnau falf yn cael eu hachosi gan amrywiol ffactorau, megis diffygion arwyneb y deunyddiau crai a ddefnyddir, diffygion mewn offer, trin garw yn ystod rholio oer7.Mae diffygion wyneb y deunydd crai yn siâp V serth oherwydd rholio poeth a lluniad aml-pas, tra bod y diffygion a achosir gan yr offeryn ffurfio a thrin diofal yn siâp U gyda llethrau ysgafn8,9,10,11.Mae diffygion siâp V yn achosi crynodiadau straen uwch na diffygion siâp U, felly mae meini prawf rheoli diffygion llym fel arfer yn cael eu cymhwyso i'r deunydd cychwyn.
Mae'r safonau rheoli diffygion arwyneb presennol ar gyfer gwifrau OT yn cynnwys ASTM A877/A877M-10, DIN EN 10270-2, JIS G 3561, a KS D 3580. Mae DIN EN 10270-2 yn nodi bod dyfnder diffyg arwyneb ar ddiamedrau gwifren o 0.5– Mae 10 mm yn llai na 0.5-1% o ddiamedr y wifren.Yn ogystal, mae JIS G 3561 a KS D 3580 yn mynnu bod dyfnder y diffygion arwyneb mewn gwialen wifren â diamedr o 0.5-8 mm yn llai na 0.5% o'r diamedr gwifren.Yn ASTM A877 / A877M-10, rhaid i'r gwneuthurwr a'r prynwr gytuno ar ddyfnder caniataol diffygion arwyneb.Er mwyn mesur dyfnder diffyg ar wyneb gwifren, mae'r wifren fel arfer yn cael ei ysgythru ag asid hydroclorig, ac yna mae dyfnder y diffyg yn cael ei fesur gan ddefnyddio micromedr.Fodd bynnag, dim ond mewn rhai ardaloedd y gall y dull hwn fesur diffygion ac nid ar wyneb cyfan y cynnyrch terfynol.Felly, mae gweithgynhyrchwyr yn defnyddio profion cerrynt eddy yn ystod y broses lluniadu gwifren i fesur diffygion arwyneb mewn gwifren a gynhyrchir yn barhaus;gall y profion hyn fesur dyfnder diffygion arwyneb i lawr i 40 µm.Mae gan y wifren ddur gradd 2300MPa sy'n cael ei datblygu gryfder tynnol uwch ac elongation is na'r wifren ddur gradd 1900-2200MPa presennol, felly ystyrir bod bywyd blinder y gwanwyn falf yn sensitif iawn i ddiffygion arwyneb.Felly, mae angen gwirio diogelwch cymhwyso safonau presennol ar gyfer rheoli dyfnder y diffygion wyneb ar gyfer gwifren ddur gradd 1900-2200 MPa i wifren ddur gradd 2300 MPa.
Pwrpas yr astudiaeth hon yw gwerthuso bywyd blinder gwanwyn falf injan modurol pan fydd y dyfnder diffyg lleiaf y gellir ei fesur trwy brofion cerrynt eddy (hy 40 µm) yn cael ei gymhwyso i wifren OT gradd 2300 MPa (diamedr: 2.5 mm): diffyg critigol dyfnder.Mae cyfraniad a methodoleg yr astudiaeth hon fel a ganlyn.
Fel y diffyg cychwynnol yn y wifren OT, defnyddiwyd diffyg siâp V, sy'n effeithio'n ddifrifol ar y bywyd blinder, yn y cyfeiriad traws o'i gymharu â'r echelin gwifren.Ystyriwch gymhareb dimensiynau (α) a hyd (β) diffyg arwyneb i weld effaith ei ddyfnder (h), lled (w), a hyd (l).Mae diffygion wyneb yn digwydd y tu mewn i'r gwanwyn, lle mae methiant yn digwydd gyntaf.
Er mwyn rhagweld dadffurfiad diffygion cychwynnol mewn gwifren OT yn ystod dirwyniad oer, defnyddiwyd dull is-efelychu, a oedd yn cymryd i ystyriaeth yr amser dadansoddi a maint y diffygion arwyneb, gan fod y diffygion yn fach iawn o'u cymharu â gwifren OT.model byd-eang.
Cyfrifwyd y straen cywasgol gweddilliol yn y gwanwyn ar ôl peening ergyd dau gam gan y dull elfen gyfyngedig, cymharwyd y canlyniadau â'r mesuriadau ar ôl peening ergyd i gadarnhau'r model dadansoddol.Yn ogystal, mesurwyd straen gweddilliol mewn ffynhonnau falf o'r holl brosesau gweithgynhyrchu a'u cymhwyso i ddadansoddiad cryfder y gwanwyn.
Rhagfynegir straen mewn diffygion wyneb trwy ddadansoddi cryfder y gwanwyn, gan ystyried dadffurfiad y diffyg yn ystod rholio oer a'r straen cywasgol gweddilliol yn y gwanwyn gorffenedig.
Cynhaliwyd y prawf blinder plygu cylchdro gan ddefnyddio gwifren OT wedi'i wneud o'r un deunydd â'r gwanwyn falf.Er mwyn cydberthyn y straen gweddilliol a nodweddion garwedd wyneb y ffynhonnau falf ffug i'r llinellau OT, cafwyd cromliniau SN trwy gylchdroi profion blinder plygu ar ôl cymhwyso peening ergyd dau gam a dirdro fel prosesau pretreatment.
Mae canlyniadau dadansoddiad cryfder y gwanwyn yn cael eu cymhwyso i hafaliad Goodman a'r gromlin SN i ragfynegi bywyd blinder y gwanwyn falf, ac mae effaith dyfnder diffyg arwyneb ar fywyd blinder hefyd yn cael ei werthuso.
Yn yr astudiaeth hon, defnyddiwyd gwifren gradd OT 2300 MPa gyda diamedr o 2.5 mm i werthuso bywyd blinder gwanwyn falf injan modurol.Yn gyntaf, cynhaliwyd prawf tynnol o'r wifren i gael ei fodel toriad hydwyth.
Cafwyd priodweddau mecanyddol gwifren OT o brofion tynnol cyn dadansoddiad elfen feidraidd o'r broses weindio oer a chryfder y gwanwyn.Penderfynwyd ar gromlin straen-straen y deunydd gan ddefnyddio canlyniadau profion tynnol ar gyfradd straen o 0.001 s-1, fel y dangosir yn ffig.1. Defnyddir gwifren SWANB-V, ac mae ei gryfder cynnyrch, cryfder tynnol, modwlws elastig a chymhareb Poisson yn 2001.2MPa, 2316MPa, 206GPa a 0.3 yn y drefn honno.Ceir dibyniaeth straen ar straen llif fel a ganlyn:
Reis.2 yn dangos y broses torri asgwrn hydwyth.Mae'r deunydd yn mynd trwy anffurfiad elastoplastig yn ystod anffurfiad, ac mae'r deunydd yn culhau pan fydd y straen yn y deunydd yn cyrraedd ei gryfder tynnol.O ganlyniad, mae creu, twf a chysylltiad gwagleoedd o fewn y deunydd yn arwain at ddinistrio'r defnydd.
Mae'r model toriad hydwyth yn defnyddio model dadffurfiad critigol wedi'i addasu gan straen sy'n ystyried effaith straen, ac mae toriad ôl-gwddf yn defnyddio'r dull cronni difrod.Yma, mynegir cychwyn difrod fel swyddogaeth straen, tri-xiality straen, a chyfradd straen.Diffinnir y triaxiality straen fel y gwerth cyfartalog a geir trwy rannu'r straen hydrostatig a achosir gan anffurfiad y deunydd hyd at ffurfio'r gwddf gan y straen effeithiol.Yn y dull cronni difrod, mae dinistrio'n digwydd pan fydd y gwerth difrod yn cyrraedd 1, a diffinnir yr egni sydd ei angen i gyrraedd y gwerth difrod o 1 fel yr egni dinistrio (Gf).Mae'r egni torri asgwrn yn cyfateb i ranbarth gwir gromlin dadleoli straen y deunydd o amser gwddf i dorri asgwrn.
Yn achos steels confensiynol, yn dibynnu ar y modd straen, toriad hydwyth, toriad cneifio, neu dorri asgwrn modd cymysg yn digwydd oherwydd hydwythedd a thorri asgwrn cneifio, fel y dangosir yn Ffigur 3. Mae straen torasgwrn a straen triaxiality yn dangos gwerthoedd gwahanol ar gyfer y patrwm torasgwrn.
Mae methiant plastig yn digwydd mewn rhanbarth sy'n cyfateb i dri-xiality straen o fwy nag 1/3 (parth I), a gellir didynnu'r straen torasgwrn a'r triaxality straen o brofion tynnol ar sbesimenau â diffygion arwyneb a rhiciau.Yn yr ardal sy'n cyfateb i'r triaxiality straen o 0 ~ 1/3 (parth II), mae cyfuniad o dorri asgwrn hydwyth a methiant cneifio yn digwydd (hy trwy brawf dirdro. Yn yr ardal sy'n cyfateb i'r triaxiality straen o -1/3 i 0 (III), methiant cneifio a achosir gan gywasgu, a straen torasgwrn a triaxiality straen ar gael trwy brawf gofidus.
Ar gyfer gwifrau OT a ddefnyddir wrth gynhyrchu ffynhonnau falf injan, mae angen ystyried y toriadau a achosir gan amodau llwytho amrywiol yn ystod y broses weithgynhyrchu ac amodau cymhwyso.Felly, cynhaliwyd profion tynnol a dirdro i gymhwyso'r maen prawf straen methiant, ystyriwyd effaith triaxality straen ar bob modd straen, a pherfformiwyd dadansoddiad elfen gyfyngedig elastoplastig ar straen mawr i feintioli'r newid mewn tri-xiality straen.Ni ystyriwyd y modd cywasgu oherwydd cyfyngiad prosesu sampl, sef, dim ond 2.5 mm yw diamedr y wifren OT.Mae Tabl 1 yn rhestru'r amodau prawf ar gyfer tynnol a dirdro, yn ogystal â straen tri-xiality a straen torasgwrn, a gafwyd gan ddefnyddio dadansoddiad elfennau meidraidd.
Gellir rhagweld straen torasgwrn duroedd triaxial confensiynol o dan straen gan ddefnyddio'r hafaliad canlynol.
lle mae C1: \({\overline{{\varepsilon}_{0}}}^{pl}\) toriad glân (η = 0) a C2: \({\overline{{\varepsilon}_{0} } }^{pl}\) Tensiwn uniaxial (η = η0 = 1/3).
Ceir y llinellau tueddiad ar gyfer pob modd straen trwy gymhwyso'r gwerthoedd straen torri asgwrn C1 a C2 yn yr hafaliad.(2);Ceir C1 a C2 o brofion tynnol a dirdro ar samplau heb ddiffygion arwyneb.Mae Ffigur 4 yn dangos y tri-xiality straen a'r straen torasgwrn a gafwyd o'r profion a'r llinellau tuedd a ragfynegir gan yr hafaliad.(2) Mae'r llinell duedd a gafwyd o'r prawf a'r berthynas rhwng triaxiality straen a straen torri asgwrn yn dangos tuedd debyg.Defnyddiwyd y straen torasgwrn a thri-xiality straen ar gyfer pob modd straen, a gafwyd o gymhwyso llinellau tuedd, fel meini prawf ar gyfer torri asgwrn hydwyth.
Defnyddir ynni egwyl fel eiddo materol i bennu'r amser i dorri ar ôl gwddf a gellir ei gael o brofion tynnol.Mae'r egni torri asgwrn yn dibynnu ar bresenoldeb neu absenoldeb craciau ar wyneb y deunydd, gan fod yr amser i dorri asgwrn yn dibynnu ar grynodiad straen lleol.Mae ffigurau 5a-c yn dangos egni torasgwrn samplau heb ddiffygion arwyneb a samplau â rhiciau R0.4 neu R0.8 o brofion tynnol a dadansoddiad o elfennau meidraidd.Mae'r egni torri asgwrn yn cyfateb i ardal y gromlin straen-dadleoli gwirioneddol o gwddf i amser torri asgwrn.
Rhagfynegwyd egni hollt gwifren OT gyda diffygion arwyneb mân trwy gynnal profion tynnol ar wifren OT gyda dyfnder diffyg yn fwy na 40 µm, fel y dangosir yn Ffig. 5d.Defnyddiwyd deg sbesimen gyda diffygion yn y profion tynnol ac amcangyfrifwyd bod yr egni torri asgwrn cyfartalog yn 29.12 mJ/mm2.
Diffinnir y diffyg arwyneb safonol fel cymhareb dyfnder y diffyg i ddiamedr y wifren gwanwyn falf, waeth beth fo geometreg diffyg wyneb y wifren OT a ddefnyddir wrth weithgynhyrchu ffynhonnau falf modurol.Gellir dosbarthu diffygion gwifren OT yn seiliedig ar gyfeiriadedd, geometreg a hyd.Hyd yn oed gyda'r un dyfnder diffyg, mae lefel y straen sy'n gweithredu ar ddiffyg arwyneb mewn gwanwyn yn amrywio yn dibynnu ar geometreg a chyfeiriadedd y diffyg, felly gall geometreg a chyfeiriadedd y diffyg effeithio ar gryfder blinder.Felly, mae angen ystyried geometreg a chyfeiriadedd diffygion sy'n cael yr effaith fwyaf ar fywyd blinder gwanwyn er mwyn cymhwyso meini prawf llym ar gyfer rheoli diffygion arwyneb.Oherwydd strwythur graen mân gwifren OT, mae ei fywyd blinder yn sensitif iawn i hicio.Felly, dylid sefydlu'r diffyg sy'n arddangos y crynodiad straen uchaf yn ôl geometreg a chyfeiriadedd y diffyg fel y diffyg cychwynnol gan ddefnyddio dadansoddiad elfen feidraidd.Ar ffig.Mae 6 yn dangos y ffynhonnau falf modurol dosbarth 2300 MPa cryfder uwch-uchel a ddefnyddir yn yr astudiaeth hon.
Rhennir diffygion wyneb gwifren OT yn ddiffygion mewnol a diffygion allanol yn ôl echel y gwanwyn.Oherwydd y plygu yn ystod rholio oer, mae straen cywasgol a straen tynnol yn gweithredu ar y tu mewn a'r tu allan i'r gwanwyn, yn y drefn honno.Gall torri asgwrn gael ei achosi gan ddiffygion arwyneb sy'n ymddangos o'r tu allan oherwydd straen tynnol yn ystod rholio oer.
Yn ymarferol, mae'r gwanwyn yn destun cywasgu ac ymlacio cyfnodol.Yn ystod cywasgu'r gwanwyn, mae'r wifren ddur yn troi, ac oherwydd y crynodiad o straen, mae'r straen cneifio y tu mewn i'r gwanwyn yn uwch na'r straen cneifio o'i amgylch7.Felly, os oes diffygion wyneb y tu mewn i'r gwanwyn, mae'r tebygolrwydd o dorri'r gwanwyn yn fwyaf.Felly, mae ochr allanol y gwanwyn (y lleoliad lle disgwylir methiant yn ystod gweithgynhyrchu'r gwanwyn) a'r ochr fewnol (lle mae'r straen mwyaf yn y cais gwirioneddol) yn cael eu gosod fel lleoliadau'r diffygion arwyneb.
Rhennir geometreg diffyg arwyneb llinellau OT yn siâp U, siâp V, siâp Y, ​​a siâp T.Mae math Y a math T yn bodoli'n bennaf yn namau arwyneb deunyddiau crai, ac mae diffygion math U a math V yn digwydd oherwydd trin offer yn ddiofal yn y broses rolio oer.O ran geometreg diffygion wyneb mewn deunyddiau crai, mae diffygion siâp U sy'n deillio o ddadffurfiad plastig nad yw'n unffurf yn ystod rholio poeth yn cael eu dadffurfio'n ddiffygion wythïen siâp V, siâp Y a siâp T o dan ymestyn aml-pas8, 10.
Yn ogystal, bydd diffygion siâp V, siâp Y a siâp T gyda llethrau serth y rhicyn ar yr wyneb yn destun crynodiad straen uchel yn ystod gweithrediad y gwanwyn.Mae ffynhonnau falf yn plygu yn ystod rholio oer ac yn troi yn ystod y llawdriniaeth.Cymharwyd crynodiadau straen o ddiffygion siâp V a siâp Y gyda chrynodiadau straen uwch gan ddefnyddio dadansoddiad elfennau meidraidd, ABAQUS - meddalwedd dadansoddi elfennau cyfyngedig masnachol.Dangosir y berthynas straen-straen yn Ffigur 1 a Hafaliad 1. (1) Mae'r efelychiad hwn yn defnyddio elfen pedwar nod hirsgwar dau ddimensiwn (2D), ac mae'r hyd ochr elfen lleiaf yn 0.01 mm.Ar gyfer y model dadansoddol, cymhwyswyd diffygion siâp V a siâp Y gyda dyfnder o 0.5 mm a llethr y diffyg 2 ° i fodel 2D o wifren â diamedr o 2.5 mm a hyd o 7.5 mm.
Ar ffig.Mae 7a yn dangos y crynodiad straen plygu ar flaen pob diffyg pan roddir moment plygu o 1500 Nmm ar ddau ben pob gwifren.Mae canlyniadau'r dadansoddiad yn dangos bod y pwysau mwyaf o 1038.7 a 1025.8 MPa yn digwydd ar frig diffygion siâp V a siâp Y, ​​yn y drefn honno.Ar ffig.Mae 7b yn dangos y crynodiad straen ar frig pob diffyg a achosir gan dirdro.Pan fydd yr ochr chwith wedi'i chyfyngu a bod trorym o 1500 N∙mm yn cael ei roi ar yr ochr dde, mae'r un straen uchaf o 1099 MPa yn digwydd ar flaenau'r diffygion siâp V a siâp Y.Mae'r canlyniadau hyn yn dangos bod diffygion math V yn arddangos straen plygu uwch na diffygion math Y pan fydd ganddynt yr un dyfnder a llethr y diffyg, ond maent yn profi'r un straen torsiynol.Felly, gellir normaleiddio diffygion wyneb siâp V a siâp Y gyda'r un dyfnder a llethr y diffyg i rai siâp V gydag uchafswm straen uwch a achosir gan grynodiad straen.Diffinnir y gymhareb maint nam math V fel α = w/h gan ddefnyddio dyfnder (h) a lled (w) y diffygion math-V a math T;felly, nam math T (α ≈ 0) yn lle hynny, gall y geometreg gael ei ddiffinio gan strwythur geometrig nam math-V.Felly, gellir normaleiddio diffygion math-Y a math T gan ddiffygion math V.Gan ddefnyddio dyfnder (h) a hyd (l), diffinnir y gymhareb hyd fel arall fel β = l/h.
Fel y dangosir yn Ffigur 811, rhennir cyfarwyddiadau diffygion wyneb gwifrau OT yn gyfeiriadau hydredol, traws ac oblique, fel y dangosir yn Ffigur 811. Dadansoddiad o ddylanwad cyfeiriadedd diffygion wyneb ar gryfder y gwanwyn gan yr elfen gyfyngedig dull.
Ar ffig.Mae 9a yn dangos model dadansoddi straen gwanwyn falf yr injan.Fel cyflwr dadansoddi, cywasgwyd y gwanwyn o uchder rhydd o 50.5 mm i uchder caled o 21.8 mm, cynhyrchwyd straen uchafswm o 1086 MPa y tu mewn i'r gwanwyn, fel y dangosir yn Ffig. 9b.Gan fod methiant ffynhonnau falf injan gwirioneddol yn digwydd yn bennaf o fewn y gwanwyn, disgwylir i bresenoldeb diffygion arwyneb mewnol effeithio'n ddifrifol ar fywyd blinder y gwanwyn.Felly, mae diffygion wyneb yn y cyfarwyddiadau hydredol, traws ac oblique yn cael eu cymhwyso i'r tu mewn i ffynhonnau falf injan gan ddefnyddio technegau is-fodelu.Mae Tabl 2 yn dangos dimensiynau'r diffygion arwyneb a'r straen mwyaf i bob cyfeiriad o'r diffyg ar uchafswm cywasgu'r gwanwyn.Gwelwyd y pwysau uchaf yn y cyfeiriad ardraws, ac amcangyfrifwyd mai 0.934-0.996 oedd y gymhareb straen yn y cyfarwyddiadau hydredol ac arosgo i'r cyfeiriad traws.Gellir pennu'r gymhareb straen trwy rannu'r gwerth hwn â'r uchafswm straen ardraws.Mae'r straen mwyaf yn y gwanwyn yn digwydd ar frig pob diffyg arwyneb, fel y dangosir yn Ffig. 9s.Y gwerthoedd straen a welir yn y cyfarwyddiadau hydredol, traws, ac oblique yw 2045, 2085, a 2049 MPa, yn y drefn honno.Mae canlyniadau'r dadansoddiadau hyn yn dangos bod diffygion arwyneb traws yn cael yr effaith fwyaf uniongyrchol ar fywyd blinder ffynhonnau falf injan.
Dewiswyd diffyg siâp V, y tybir ei fod yn effeithio'n fwyaf uniongyrchol ar fywyd blinder y gwanwyn falf injan, fel diffyg cychwynnol y wifren OT, a dewiswyd y cyfeiriad traws fel cyfeiriad y diffyg.Mae'r diffyg hwn yn digwydd nid yn unig y tu allan, lle torrodd y gwanwyn falf injan yn ystod gweithgynhyrchu, ond hefyd y tu mewn, lle mae'r straen mwyaf yn digwydd oherwydd crynhoad straen yn ystod y llawdriniaeth.Mae'r dyfnder diffyg uchaf wedi'i osod i 40 µm, y gellir ei ganfod trwy ganfod diffygion cyfredol eddy, a gosodir y dyfnder lleiaf i ddyfnder sy'n cyfateb i 0.1% o'r diamedr gwifren 2.5 mm.Felly, mae dyfnder y diffyg rhwng 2.5 a 40 µm.Defnyddiwyd dyfnder, hyd a lled diffygion gyda chymhareb hyd o 0.1 ~ 1 a chymhareb hyd o 5 ~ 15 fel newidynnau, a gwerthuswyd eu heffaith ar gryfder blinder y gwanwyn.Mae Tabl 3 yn rhestru'r amodau dadansoddol a bennwyd gan ddefnyddio'r fethodoleg arwyneb ymateb.
Mae ffynhonnau falf injan modurol yn cael eu cynhyrchu gan weindio oer, tymheru, ffrwydro ergyd a gosod gwifren OT â gwres.Rhaid ystyried newidiadau mewn diffygion arwyneb yn ystod gwneuthuriad y gwanwyn i werthuso effaith diffygion arwyneb cychwynnol mewn gwifrau OT ar fywyd blinder ffynhonnau falf injan.Felly, yn yr adran hon, defnyddir dadansoddiad elfen feidraidd i ragfynegi anffurfiad diffygion wyneb gwifren OT yn ystod gweithgynhyrchu pob gwanwyn.
Ar ffig.Mae 10 yn dangos y broses dirwyn oer.Yn ystod y broses hon, mae'r wifren OT yn cael ei bwydo i'r canllaw gwifren gan y rholer bwydo.Mae'r canllaw gwifren yn bwydo ac yn cefnogi'r wifren i atal plygu yn ystod y broses ffurfio.Mae'r wifren sy'n mynd trwy'r canllaw gwifren yn cael ei phlygu gan y gwiail cyntaf a'r ail wialen i ffurfio gwanwyn coil gyda'r diamedr y tu mewn a ddymunir.Cynhyrchir traw'r gwanwyn trwy symud yr offeryn camu ar ôl un chwyldro.
Ar ffig.Mae 11a yn dangos model elfen feidraidd a ddefnyddir i werthuso'r newid yn geometreg diffygion arwyneb yn ystod rholio oer.Mae ffurfio'r wifren yn cael ei gwblhau'n bennaf gan y pin dirwyn i ben.Gan fod yr haen ocsid ar wyneb y wifren yn gweithredu fel iraid, mae effaith ffrithiant y rholer bwydo yn ddibwys.Felly, yn y model cyfrifo, mae'r rholer bwydo a'r canllaw gwifren yn cael eu symleiddio fel bushing.Gosodwyd y cyfernod ffrithiant rhwng y wifren OT a'r offeryn ffurfio i 0.05.Mae'r awyren corff anhyblyg 2D a'r amodau gosod yn cael eu cymhwyso i ben chwith y llinell fel y gellir ei fwydo i'r cyfeiriad X ar yr un cyflymder â'r rholer bwydo (0.6 m/s).Ar ffig.Mae 11b yn dangos y dull is-efelychu a ddefnyddir i osod diffygion bach ar wifrau.Er mwyn ystyried maint y diffygion arwyneb, mae'r is-fodel yn cael ei gymhwyso ddwywaith ar gyfer diffygion arwyneb gyda dyfnder o 20 µm neu fwy a thair gwaith ar gyfer diffygion arwyneb gyda dyfnder o lai na 20 µm.Mae diffygion wyneb yn cael eu cymhwyso i ardaloedd a ffurfiwyd gyda chamau cyfartal.Ym model cyffredinol y gwanwyn, mae hyd y darn syth o wifren yn 100 mm.Ar gyfer yr is-fodel cyntaf, cymhwyswch is-fodel 1 gyda hyd o 3mm i safle hydredol o 75mm o'r model byd-eang.Defnyddiodd yr efelychiad hwn elfen wyth nod hecsagonol tri dimensiwn (3D).Yn y model byd-eang ac is-fodel 1, isafswm hyd ochr pob elfen yw 0.5 a 0.2 mm, yn y drefn honno.Ar ôl dadansoddi is-fodel 1, mae diffygion wyneb yn cael eu cymhwyso i is-fodel 2, ac mae hyd a lled is-fodel 2 3 gwaith hyd y diffyg arwyneb i ddileu dylanwad amodau terfyn yr is-fodel, yn yn ogystal, defnyddir 50% o'r hyd a'r lled fel dyfnder yr is-fodel.Yn is-fodel 2, isafswm hyd ochr pob elfen yw 0.005 mm.Cymhwyswyd rhai diffygion arwyneb i'r dadansoddiad o elfennau meidraidd fel y dangosir yn Nhabl 3.
Ar ffig.Mae 12 yn dangos dosbarthiad straen mewn craciau arwyneb ar ôl i coil weithio'n oer.Mae'r model cyffredinol ac is-fodel 1 yn dangos bron yr un straen o 1076 a 1079 MPa yn yr un lle, sy'n cadarnhau cywirdeb y dull is-fodelu.Mae crynodiadau straen lleol yn digwydd ar ymylon ffin yr is-fodel.Yn ôl pob tebyg, mae hyn oherwydd amodau ffin yr is-fodel.Oherwydd crynodiad straen, mae is-fodel 2 gyda diffygion arwyneb cymhwysol yn dangos straen o 2449 MPa ar flaen y diffyg yn ystod rholio oer.Fel y dangosir yn Nhabl 3, cymhwyswyd y diffygion arwyneb a nodwyd gan y dull arwyneb ymateb i du mewn y gwanwyn.Dangosodd canlyniadau'r dadansoddiad o elfennau meidraidd nad oedd yr un o'r 13 achos o ddiffygion arwyneb wedi methu.
Yn ystod y broses dirwyn i ben ym mhob proses dechnolegol, cynyddodd dyfnder y diffygion arwyneb y tu mewn i'r gwanwyn 0.1-2.62 µm (Ffig. 13a), a gostyngodd y lled gan 1.8-35.79 µm (Ffig. 13b), tra cynyddodd y hyd 0.72 –34.47 µm (Ffig. 13c).Gan fod y diffyg siâp V traws yn cael ei gau mewn lled trwy blygu yn ystod y broses rolio oer, caiff ei ddadffurfio'n ddiffyg siâp V gyda llethr mwy serth na'r diffyg gwreiddiol.
Anffurfiad o ran Dyfnder, Lled a Hyd Diffygion Arwyneb Gwifren OT yn y Broses Gynhyrchu.
Rhoi diffygion arwyneb ar y tu allan i'r sbring a rhagfynegi'r tebygolrwydd o dorri yn ystod rholio oer gan ddefnyddio Dadansoddiad Elfen Feidraidd.O dan yr amodau a restrir yn Nhabl.3, nid oes unrhyw debygolrwydd o ddinistrio diffygion yn yr wyneb allanol.Mewn geiriau eraill, ni ddigwyddodd unrhyw ddinistrio ar ddyfnder y diffygion arwyneb o 2.5 i 40 µm.
Er mwyn rhagweld diffygion arwyneb critigol, archwiliwyd toriadau allanol yn ystod rholio oer trwy gynyddu dyfnder y diffyg o 40 µm i 5 µm.Ar ffig.Mae 14 yn dangos toriadau ar hyd diffygion arwyneb.Mae toriad yn digwydd o dan amodau dyfnder (55 µm), lled (2 µm), a hyd (733 µm).Trodd dyfnder critigol diffyg arwyneb y tu allan i'r gwanwyn i fod yn 55 μm.
Mae'r broses peening ergyd yn atal twf crac ac yn cynyddu bywyd blinder trwy greu straen cywasgol gweddilliol ar ddyfnder penodol o wyneb y gwanwyn;fodd bynnag, mae'n achosi crynhoad straen trwy gynyddu garwedd wyneb y gwanwyn, a thrwy hynny leihau ymwrthedd blinder y gwanwyn.Felly, defnyddir technoleg peening ergyd eilaidd i gynhyrchu ffynhonnau cryfder uchel i wneud iawn am y gostyngiad mewn bywyd blinder a achosir gan y cynnydd mewn garwedd wyneb a achosir gan saethiad ergyd.Gall peening ergyd dau gam wella garwedd arwyneb, straen gweddilliol cywasgol mwyaf, a straen gweddilliol cywasgol arwyneb oherwydd bod yr ail ergyd peening yn cael ei berfformio ar ôl yr ergyd gyntaf peening12,13,14.
Ar ffig.15 yn dangos model dadansoddol o'r broses ffrwydro ergyd.Crëwyd model elastig-plastig lle gollyngwyd 25 o beli saethu i ardal leol darged y llinell OT ar gyfer ffrwydro ergyd.Yn y model dadansoddi ffrwydro ergyd, defnyddiwyd diffygion wyneb y wifren OT a anffurfiwyd yn ystod dirwyniad oer fel diffygion cychwynnol.Cael gwared ar straen gweddilliol sy'n deillio o'r broses rolio oer trwy dymheru cyn y broses ffrwydro ergyd.Defnyddiwyd priodweddau canlynol y sffêr ergyd: dwysedd (ρ): 7800 kg/m3, modwlws elastig (E) – 210 GPa, cymhareb Poisson (υ): 0.3.Mae'r cyfernod ffrithiant rhwng y bêl a'r deunydd wedi'i osod i 0.1.Cafodd ergydion â diamedr o 0.6 a 0.3 mm eu taflu ar yr un cyflymder o 30 m/s yn ystod y pasiau ffugio cyntaf a'r ail.Ar ôl y broses ffrwydro ergyd (ymhlith prosesau gweithgynhyrchu eraill a ddangosir yn Ffigur 13), roedd dyfnder, lled a hyd y diffygion arwyneb yn y gwanwyn yn amrywio o -6.79 i 0.28 µm, -4.24 i 1.22 µm, a -2 .59 i 1.69 µm, yn y drefn honno µm.Oherwydd anffurfiad plastig y projectile sy'n cael ei daflu'n berpendicwlar i wyneb y deunydd, mae dyfnder y diffyg yn lleihau, yn arbennig, mae lled y diffyg yn cael ei leihau'n sylweddol.Yn ôl pob tebyg, caewyd y diffyg oherwydd anffurfiad plastig a achoswyd gan saethiad peening.
Yn ystod y broses crebachu gwres, gall effeithiau crebachu oer ac anelio tymheredd isel weithredu ar wanwyn falf yr injan ar yr un pryd.Mae gosodiad oer yn gwneud y mwyaf o lefel tensiwn y gwanwyn trwy ei gywasgu i'w lefel uchaf posibl ar dymheredd ystafell.Yn yr achos hwn, os yw'r gwanwyn falf injan wedi'i lwytho'n uwch na chryfder cynnyrch y deunydd, mae gwanwyn falf yr injan yn dadffurfio'n blastig, gan gynyddu cryfder y cynnyrch.Ar ôl dadffurfiad plastig, mae'r gwanwyn falf yn ystwytho, ond mae'r cryfder cynnyrch cynyddol yn darparu elastigedd y gwanwyn falf mewn gweithrediad gwirioneddol.Mae anelio tymheredd isel yn gwella ymwrthedd gwres ac anffurfiad ffynhonnau falf sy'n gweithredu ar dymheredd uchel2.
Cymhwyswyd diffygion arwyneb a anffurfiwyd yn ystod ffrwydro ergyd mewn dadansoddiad AB a'r maes straen gweddilliol a fesurwyd gyda chyfarpar diffreithiant pelydr-X (XRD) i is-fodel 2 (Ffig. 8) i ddod i'r casgliad bod y newid yn y diffygion yn ystod crebachu gwres.Cynlluniwyd y gwanwyn i weithredu yn yr ystod elastig a chafodd ei gywasgu o'i uchder rhydd o 50.5 mm i'w uchder cadarn o 21.8 mm ac yna'n cael dychwelyd i'w uchder gwreiddiol o 50.5 mm fel cyflwr dadansoddi.Yn ystod crebachu gwres, mae geometreg y diffyg yn newid yn ddibwys.Yn ôl pob tebyg, mae'r straen cywasgol gweddilliol o 800 MPa ac uwch, a grëwyd gan ffrwydro ergyd, yn atal anffurfiad diffygion arwyneb.Ar ôl crebachu gwres (Ffig. 13), roedd dyfnder, lled a hyd y diffygion arwyneb yn amrywio o -0.13 i 0.08 µm, o -0.75 i 0 µm, ac o 0.01 i 2.4 µm, yn y drefn honno.
Ar ffig.Mae 16 yn cymharu anffurfiadau o ddiffygion siâp U a siâp V o'r un dyfnder (40 µm), lled (22 µm) a hyd (600 µm).Mae'r newid yn lled y diffygion siâp U a siâp V yn fwy na'r newid mewn hyd, a achosir gan gau yn y cyfeiriad lled yn ystod y broses ffrwydro rholio oer a saethu.O'i gymharu â diffygion siâp U, ffurfiwyd diffygion siâp V ar ddyfnder cymharol fwy a chyda llethrau mwy serth, sy'n awgrymu y gellir cymryd agwedd geidwadol wrth gymhwyso diffygion siâp V.
Mae'r adran hon yn trafod dadffurfiad y diffyg cychwynnol yn y llinell OT ar gyfer pob proses weithgynhyrchu gwanwyn falf.Mae'r diffyg gwifren OT cychwynnol yn cael ei gymhwyso i'r tu mewn i'r gwanwyn falf lle disgwylir methiant oherwydd y straen uchel yn ystod gweithrediad y gwanwyn.Cynyddodd diffygion arwyneb siâp V traws y gwifrau OT ychydig mewn dyfnder a hyd a gostyngodd lled sydyn oherwydd plygu yn ystod troellog oer.Mae cau yn y cyfeiriad lled yn digwydd yn ystod peening ergyd gydag ychydig neu ddim anffurfiad diffygion amlwg yn ystod y gosodiad gwres terfynol.Yn y broses o rolio oer a pheening ergyd, mae anffurfiad mawr yn y cyfeiriad lled oherwydd anffurfiad plastig.Mae'r diffyg siâp V y tu mewn i'r gwanwyn falf yn cael ei drawsnewid yn ddiffyg siâp T oherwydd cau lled yn ystod y broses rolio oer.