【摘 要】
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柔性轴承是谐波减速器的核心组成部件,其性能直接影响谐波减速器的使用寿命。作为柔性轴承的基础零件,轴承内圈在循环交变载荷中服役时易发生疲劳失效。本课题以轴承内圈为研究对象,通过理论分析、数值模拟、实验研究组合方法开展激光喷丸强化研究工作,探索激光喷丸强化机制及残余应力与宏观变形的控制方法,实现薄壁内圈零件的形性协同控制,为激光喷丸强化技术在轴承制造领域中的应用奠定基础。论文的要工作如下:(1)分析激
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目,航空合金深冷激光冲击协同强化机理及其振动疲劳特性,项目编号:No.51575247; 校企合作项目,谐波传动关键零部件的激光冲击强化/修复技术(20180486);
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柔性轴承是谐波减速器的核心组成部件,其性能直接影响谐波减速器的使用寿命。作为柔性轴承的基础零件,轴承内圈在循环交变载荷中服役时易发生疲劳失效。本课题以轴承内圈为研究对象,通过理论分析、数值模拟、实验研究组合方法开展激光喷丸强化研究工作,探索激光喷丸强化机制及残余应力与宏观变形的控制方法,实现薄壁内圈零件的形性协同控制,为激光喷丸强化技术在轴承制造领域中的应用奠定基础。论文的要工作如下:(1)分析激光冲击波压力作用下材料残余应力场的形成过程,研究曲面几何效应对残余应力场分布特性的影响规律,建立激光喷丸轴承内圈滚道表面残余应力的分析模型,揭示激光喷丸诱导残余应力作用下轴承内圈的变形规律及控制机理,为数值模拟和实验研究提供理论依据。(2)基于ABAQUS有限元软件平台,建立激光喷丸轴承内圈的有限元模型,研究激光工艺参数(冲击波压力、喷丸次数、搭接率)与轴承内圈滚道表面残余应力分布的内在关联,分析残余应力分布特性对轴承内圈变形量及圆度误差的影响规律,为残余应力场与圆度误差的优化控制提供指导。(3)设计典型激光喷丸方式,通过数值模拟研究喷丸方式对轴承内圈残余应力分布及圆度误差的影响,优选出最佳激光喷丸轨迹方式。基于响应曲面法开展激光工艺参数优化,以轴承内圈残余应力及圆度误差为目标,建立激光喷丸工艺参数的控制模型,确定最佳激光工艺参数组合,为激光喷丸工艺应用提供条件。(4)开展激光喷丸强化轴承内圈实验研究,测试分析试样的残余应力、显微硬度、微观组织、表面形貌以及相结构特征,探索激光喷丸工艺参数对轴承内圈滚道表面特征与性能的影响规律,阐明激光喷丸轴承内圈强化机理。
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