零件表面中粗糙度、波纹度、表面缺陷等形貌对零件的疲劳寿命与可靠性产生影响,目前大多数表面形貌的研究主要针对表面粗糙度,对表面缺陷的研究很少,没有统一的测量与评价标准。随着技术的发展,产品的疲劳寿命与可靠性要求越来越高,钢带生产商在改进CVT钢带中钢环生产线后,检测到无级变速钢带的疲劳寿命提高了约10%,对比表面粗糙度与疲劳寿命,发现并不是粗糙度影响。为了探究出其中的机理,作为进一步改进生产工艺提高疲劳寿命的依据,开展了此项目对钢环表面的缺陷特性进行研究。目前国内对无级变速关键技术掌握和CVT钢带表面形貌的研究很少,国外对钢带表面形貌的研究也集中在表面的粗糙度与非金属材料成分,对钢带表面缺陷的研究还是空白。因此有必要进行研究,建立评估的基准。本课题的目标是分析CVT钢环表面缺陷与CVT钢带疲劳寿命的关系。首先建立钢环力学模型进行受力分析,然后分析表面缺陷对疲劳寿命影响的原理与相关特性参数,设计实验对比改进生产线前后钢带该参数进行采集、测量与计算,并且与疲劳寿命测试结果对比分析,得出结论。本文主要研究内容如下:1)建立钢环力学模型,对CVT钢环在不同传动状态下承受载荷的情况进行分析,对钢环整体受力与每一层钢环的受力情况进行分析,找出其受力的方向与最容易产生疲劳失效的位置。2)对表面形貌中缺陷的应力集中与扩展情况进行理论分析。结合钢环的结构与受力情况,找出可能决定其疲劳寿命的缺陷特性参数,作为计算和研究的对象。3)设计实验,选择白光干涉扫描与研磨抛光方法,制作两种加工工艺生产的钢环样本,进行扫描、抛光、再扫描的处理得到表面不同深度的形貌三维图,作为计算缺陷特性参数的数据基础。并在该过程中进行误差分析,找到最合适的参数。4)编写图像处理的算法与代码,对上述样本表面的三维形貌图进行去污、旋转、滤波、拟合处理得到完整的表面形貌三维图,然后识别缺陷,计算其特性值。5)对比上述过程中得到的两种加工工艺后钢环样本特性值的分布情况,结合两者疲劳寿命的实际测量结果,分析缺陷特性对钢环疲劳寿命的影响规律,得出结论。