310 Nerjaveèi asye bobin tib eleman chimik, Efè defo andigman nan lwil oliv-hardened Steel fil sou lavi a fatig nan valv Springs nan motè otomobil

Mèsi paske w vizite Nature.com.W ap itilize yon vèsyon navigatè ak sipò CSS limite.Pou pi bon eksperyans, nou rekòmande pou w sèvi ak yon navigatè ki ajou (oswa enfim mòd konpatibilite nan Internet Explorer).Anplis de sa, asire sipò kontinyèl, nou montre sit la san estil ak JavaScript.
Koulis ki montre twa atik pou chak glisad.Sèvi ak bouton dèyè yo ak bouton kap vini yo pou w deplase nan glisad yo, oswa bouton kontwolè glisad yo nan fen pou deplase nan chak glisad.

Nerjaveèi asye 310 tib mawonnen / tib mawonnenKonpozisyon chimikak konpozisyon

Tablo ki anba la a montre konpozisyon chimik klas 310S asye pur.

10 * 1mm 9.25 * 1.24 mm 310 Nerjaveèi asye kapilè mawonnen tib founisè

Pwopriyete Fizik

Pwopriyete fizik klas 310S asye pur yo parèt nan tablo ki anba la a.

Pwopriyete mekanik

Tablo ki anba la a montre pwopriyete mekanik klas 310S asye pur.

Pwopriyete tèmik

Pwopriyete tèmik nan asye pur klas 310S yo bay nan tablo ki anba la a.

Lòt Deziyasyon

Lòt deziyasyon ki ekivalan a asye pur klas 310S yo ki nan lis nan tablo ki anba la a.

Objektif etid sa a se pou evalye lavi fatig yon sous valv yon motè otomobil lè w ap aplike microdefects nan yon fil lwil oliv ki fè tèt di 2300 MPa (OT fil) ak yon pwofondè defo kritik 2.5 mm an dyamèt.Premyèman, deformation nan domaj sifas nan fil OT la pandan fabrikasyon prentan valv la te jwenn pa analiz eleman fini lè l sèvi avèk metòd subsimulation, ak estrès la rezidyèl nan sezon prentan an fini te mezire ak aplike nan modèl la analiz estrès prentan.Dezyèmman, analize fòs prentan valv la, tcheke pou estrès rezidyèl, epi konpare nivo estrès aplike ak defo sifas yo.Twazyèmman, efè microdefects sou lavi fatig nan sezon prentan an te evalye pa aplike estrès la sou domaj sifas yo jwenn nan analiz la fòs prentan nan koub SN yo jwenn nan tès la fatig flexural pandan wotasyon nan fil OT la.Yon pwofondè defo de 40 µm se estanda aktyèl la pou jere domaj sifas san yo pa konpwomèt lavi fatig.
Endistri otomobil la gen yon gwo demann pou konpozan otomobil ki lejè pou amelyore efikasite gaz machin yo.Se konsa, itilize nan avanse segondè fòs asye (AHSS) te ogmante nan dènye ane yo.Sous tiyo motè otomobil sitou konpoze de fil asye ki reziste chalè, ki reziste ak ki pa afesman lwil oliv (OT fil).
Akòz gwo fòs rupture yo (1900-2100 MPa), fil OT yo itilize kounye a fè li posib pou redwi gwosè ak mas sous motè valv, amelyore efikasite gaz lè yo diminye friksyon ak pati ki antoure1.Akòz avantaj sa yo, sèvi ak wo-vòltaj fil elektrik ap ogmante rapidman, ak ultra-wo fòs fil elektrik nan klas 2300MPa parèt youn apre lòt.Souvan valv nan motè otomobil mande pou yon lavi sèvis long paske yo opere anba gwo chaj siklik.Pou satisfè egzijans sa a, manifaktirè yo anjeneral konsidere lavi fatig ki pi gran pase 5.5 × 107 sik lè yo desine sous valv yo epi aplike estrès rezidyèl sou sifas prentan valv la atravè pwosesis peening piki ak retresi chalè pou amelyore lavi fatig2.
Te gen anpil etid sou lavi fatig nan sous dlo helicoïdal nan machin nan kondisyon fonksyònman nòmal.Gzal et al.Yo prezante analiz analiz, eksperimantal ak eleman fini (FE) nan sous dlo eliptik ak ang ti helix anba chaj estatik.Etid sa a bay yon ekspresyon klè ak senp pou kote estrès taye maksimòm kont rapò aspè ak endèks rèd, epi tou li bay insight analitik sou estrès taye maksimòm, yon paramèt kritik nan desen pratik3.Pastorcic et al.Rezilta yo nan analiz la nan destriksyon ak fatig nan yon sezon prentan helical retire nan yon machin prive apre echèk nan operasyon yo dekri.Sèvi ak metòd eksperimantal, yo te egzamine yon sezon prentan kase ak rezilta yo sijere ke sa a se yon egzanp echèk korozyon fatig4.twou, elatriye. Plizyè modèl lineyè regression prentan lavi yo te devlope pou evalye lavi fatig otomobil sous dlo hélicoïdal.Putra ak lòt moun.Paske nan inegalite nan sifas wout la, se lavi sa a ki sèvis nan sezon prentan an helicoidal nan machin nan detèmine.Sepandan, yo te fè ti rechèch sou fason domaj sifas ki rive pandan pwosesis fabrikasyon an afekte lavi sous dlo bobin otomobil yo.
Defo andigman ki rive pandan pwosesis fabrikasyon an ka mennen nan konsantrasyon estrès lokal nan sous dlo valv, ki siyifikativman diminye lavi fatig yo.Defo sifas nan sous dlo valv yo te koze pa plizyè faktè, tankou domaj sifas nan matyè premyè yo itilize, domaj nan zouti, manyen ki graj pandan woule frèt7.Defo sifas nan matyè premyè a apik V ki gen fòm akòz woule cho ak desen milti-pas, pandan y ap domaj yo ki te koze pa zouti nan fòme ak manyen neglijans yo gen fòm U ak pant dou8,9,10,11.Defo ki gen fòm V lakòz pi gwo konsantrasyon estrès pase domaj ki gen fòm U, kidonk kritè jesyon defo sevè yo anjeneral aplike nan materyèl la kòmanse.
Estanda aktyèl jesyon defo sifas pou fil OT gen ladan ASTM A877/A877M-10, DIN EN 10270-2, JIS G 3561, ak KS D 3580. DIN EN 10270-2 presize ke pwofondè yon defo sifas sou dyamèt fil 0.5–. 10 mm se mwens pase 0.5-1% nan dyamèt fil la.Anplis de sa, JIS G 3561 ak KS D 3580 mande pou pwofondè defo sifas nan baton fil ak yon dyamèt 0.5-8 mm dwe mwens pase 0.5% nan dyamèt fil la.Nan ASTM A877/A877M-10, manifakti a ak achtè dwe dakò sou pwofondè akseptab nan domaj sifas yo.Pou mezire pwofondè yon defo sou sifas yon fil, fil la anjeneral grave ak asid idroklorik, ak Lè sa a, pwofondè defo a mezire lè l sèvi avèk yon mikromèt.Sepandan, metòd sa a ka sèlman mezire domaj nan sèten zòn epi yo pa sou sifas la tout antye nan pwodwi final la.Se poutèt sa, manifaktirè yo sèvi ak tès aktyèl eddy pandan pwosesis la desen fil yo mezire domaj sifas nan fil kontinyèlman pwodwi;tès sa yo ka mezire pwofondè defo sifas jiska 40 µm.Fil asye klas 2300MPa anba devlòpman gen pi wo fòs rupture ak elongasyon pi ba pase fil asye klas 1900-2200MPa ki deja egziste, se konsa lavi a fatig prentan valv konsidere yo dwe trè sansib a domaj sifas yo.Se poutèt sa, li nesesè yo tcheke sekirite nan aplike estanda ki egziste deja pou kontwole pwofondè nan domaj sifas pou klas fil asye 1900-2200 MPa nan klas fil asye 2300 MPa.
Objektif etid sa a se pou evalye lavi fatig yon prentan valv motè otomobil lè pwofondè minimòm defo ki mezire pa tès kouran eddy (sa vle di 40 µm) aplike nan yon fil OT 2300 MPa (dyamèt: 2.5 mm): defo kritik. pwofondè.Kontribisyon ak metodoloji etid sa a se jan sa a.
Kòm domaj inisyal la nan fil OT la, yo te itilize yon domaj ki gen fòm V, ki afekte seryezman lavi a fatig, nan direksyon transverse relatif ak aks fil la.Konsidere rapò dimansyon (α) ak longè (β) yon domaj sifas pou wè efè pwofondè (h), lajè (w) ak longè (l).Defo sifas yo rive andedan sezon prentan an, kote echèk rive an premye.
Pou predi deformation nan premye domaj nan fil OT pandan likidasyon frèt, yo te itilize yon apwòch sub-simulasyon, ki te pran an kont tan an analiz ak gwosè a nan domaj sifas, depi domaj yo piti anpil konpare ak fil OT.modèl mondyal la.
Estrès yo konpresiv rezidyèl nan sezon prentan an apre de-etap piki peening yo te kalkile pa metòd la eleman fini, rezilta yo te konpare ak mezi yo apre piki peening konfime modèl la analyse.Anplis de sa, estrès rezidyèl nan sous dlo valv soti nan tout pwosesis fabrikasyon yo te mezire ak aplike nan analiz fòs prentan.
Estrès nan domaj sifas yo prevwa pa analize fòs la nan sezon prentan an, pran an kont deformation nan defo a pandan woule frèt ak estrès la konpresiv rezidyèl nan sezon prentan an fini.
Tès fatig wotasyon koube a te pote soti lè l sèvi avèk yon fil OT ki fèt ak materyèl la menm jan ak prentan valv la.Yo nan lòd yo korelasyon estrès rezidyèl yo ak karakteristik brutality sifas nan sous tiyo yo fabrike nan liy OT yo, koub SN yo te jwenn pa wotasyon tès fatig koube apre yo fin aplike de-etap piki peening ak torsion kòm pwosesis pretreatment.
Rezilta analiz fòs prentan yo aplike nan ekwasyon Goodman ak koub SN pou prevwa lavi fatig prentan valv, epi yo evalye efè pwofondè defo sifas sou lavi fatig.
Nan etid sa a, yo te itilize yon fil klas 2300 MPa OT ak yon dyamèt 2.5 mm pou evalye lavi fatig nan yon prentan valv motè otomobil.Premyèman, yo te fè yon tès tensile nan fil la pou jwenn modèl ka zo kase duktil li yo.
Pwopriyete mekanik OT fil yo te jwenn nan tès rupture anvan analiz eleman fini nan pwosesis likidasyon frèt la ak fòs prentan.Koub estrès-souch nan materyèl la te detèmine lè l sèvi avèk rezilta yo nan tès rupture nan yon pousantaj souch nan 0.001 s-1, jan yo montre nan fig.1. SWONB-V fil yo itilize, ak fòs sede li yo, fòs rupture, modil elastik ak rapò Poisson a se 2001.2MPa, 2316MPa, 206GPa ak 0.3 respektivman.Depandans nan estrès sou souch koule yo jwenn jan sa a:
Diri.2 montre pwosesis ka zo kase duktil la.Materyèl la sibi deformation elastoplastik pandan deformation, ak materyèl la etwat lè estrès la nan materyèl la rive nan fòs rupture li yo.Imedyatman, kreyasyon an, kwasans ak asosyasyon an vid nan materyèl la mennen nan destriksyon nan materyèl la.
Modèl ka zo kase duktil la sèvi ak yon modèl deformation kritik ki modifye estrès ki pran an kont efè estrès, ak ka zo kase pòs-kou itilize metòd akimilasyon domaj.Isit la, inisyasyon domaj eksprime kòm yon fonksyon souch, triyaxiality estrès, ak pousantaj souch.Triaksyalite estrès la defini kòm valè mwayèn yo jwenn nan divize estrès idrostatik ki te koze pa deformation materyèl la jiska fòmasyon kou pa estrès efikas la.Nan metòd akimilasyon domaj, destriksyon rive lè valè domaj la rive nan 1, epi enèji ki nesesè pou rive nan valè domaj 1 defini kòm enèji destriksyon (Gf).Enèji nan ka zo kase koresponn ak rejyon an nan koub la vre estrès-deplasman nan materyèl la soti nan kou nan tan ka zo kase.
Nan ka asye konvansyonèl yo, depann sou mòd nan estrès, ka zo kase duktil, ka zo kase taye, oswa ka zo kase mòd melanje rive akòz duktilite ak ka zo kase taye, jan yo montre nan Figi 3. Souch nan ka zo kase ak triyaksiyalite estrès te montre valè diferan pou la. modèl ka zo kase.
Echèk plastik rive nan yon rejyon ki koresponn ak yon triaksyalite estrès ki gen plis pase 1/3 (zòn I), epi yo ka dedwi souch ka zo kase a ak triyaksiyalite estrès nan tès tensile sou espesimèn ki gen domaj sifas ak dan.Nan zòn ki koresponn ak estrès triaxiality nan 0 ~ 1/3 (zòn II), yon konbinezon de ka zo kase ductile ak echèk taye fèt (sa vle di atravè yon tès torsion. Nan zòn ki koresponn ak triyaxiality estrès la soti nan -1/3 a 0). (III), echèk taye ki te koze pa konpresyon, ak souch ka zo kase ak triaxiality estrès ka jwenn pa tès boulvèsan.
Pou fil OT yo itilize nan fabrike sous dlo valv motè, li nesesè pran an kont ka zo kase ki te koze pa divès kalite kondisyon chaj pandan pwosesis fabrikasyon an ak kondisyon aplikasyon an.Se poutèt sa, tès tensile ak torsion yo te pote soti pou aplike kritè souch echèk la, yo te konsidere efè estrès triyaxiality sou chak mòd estrès, epi yo te fè analiz elastoplastik eleman fini nan tansyon gwo pou quantifier chanjman nan triyaxiality estrès.Mòd konpresyon an pa te konsidere akòz limit pwosesis echantiyon an, sètadi, dyamèt fil OT la se sèlman 2.5 mm.Tablo 1 bay lis kondisyon tès yo pou tansyon ak torsion, osi byen ke triyaxiality estrès ak souch ka zo kase, yo jwenn lè l sèvi avèk analiz eleman fini.
Souch ka zo kase nan asye triyaxial konvansyonèl anba estrès ka prevwa lè l sèvi avèk ekwasyon sa a.
kote C1: \({\overline{{\varepsilon}_{0}}}^{pl}\) koupe pwòp (η = 0) ak C2: \({\overline{{\varepsilon}_{0} } }^{pl}\) Tansyon inyaxial (η = η0 = 1/3).
Liy tandans pou chak mòd estrès yo jwenn lè w aplike valè souch ka zo kase C1 ak C2 nan ekwasyon an.(2);C1 ak C2 yo jwenn nan tès tensile ak torsion sou echantiyon san domaj sifas yo.Figi 4 montre estrès triyasyalite ak souch ka zo kase yo jwenn nan tès yo ak liy tandans ekwasyon an prevwa.(2) Liy tandans yo jwenn nan tès la ak relasyon ki genyen ant triyaxiality estrès ak souch ka zo kase montre yon tandans menm jan an.Souch ka zo kase a ak triyaxiality estrès pou chak mòd estrès, ki te jwenn nan aplikasyon an nan liy tandans, yo te itilize kòm kritè pou ka zo kase duktil.
Enèji kraze yo itilize kòm yon pwopriyete materyèl pou detèmine tan pou kraze apre kou epi yo ka jwenn nan tès rupture.Enèji ka zo kase a depann de prezans oswa absans fant sou sifas materyèl la, depi lè a ka zo kase depann de konsantrasyon estrès lokal yo.Figi 5a-c montre enèji ka zo kase echantiyon san domaj sifas ak echantiyon ki gen R0.4 oswa R0.8 echanjman nan tès rupture ak analiz eleman fini.Enèji ka zo kase a koresponn ak zòn nan koub estrès-deplasman vre soti nan kou jiska tan ka zo kase.
Enèji ka zo kase yon fil OT ak defo sifas amann te prevwa lè w fè tès tensile sou yon fil OT ak yon pwofondè defo ki pi gran pase 40 µm, jan yo montre nan Fig. 5d.Yo te itilize dis espesimèn ak domaj nan tès rupture yo ak enèji ka zo kase mwayèn yo te estime a 29.12 mJ/mm2.
Defo sifas estanda a defini kòm rapò pwofondè defo a ak dyamèt fil prentan valv la, kèlkeswa jeyometri sifas domaj fil OT yo itilize nan envantè sous valv otomobil.Defo fil OT yo ka klase dapre oryantasyon, jeyometri, ak longè.Menm ak menm pwofondè domaj la, nivo estrès ki aji sou yon domaj sifas nan yon sezon prentan varye selon jeyometri ak oryantasyon defo a, kidonk jeyometri ak oryantasyon defo a ka afekte fòs fatig.Se poutèt sa, li nesesè pran an kont jeyometri a ak oryantasyon nan domaj ki gen pi gwo enpak sou lavi a fatig nan yon sezon prentan yo nan lòd yo aplike kritè sevè pou jere domaj sifas yo.Akòz estrikti nan grenn amann nan fil OT, lavi fatig li yo trè sansib a antay.Se poutèt sa, domaj la ki montre konsantrasyon estrès ki pi wo a selon jeyometri ak oryantasyon defo a ta dwe etabli kòm domaj inisyal la lè l sèvi avèk analiz eleman fini.Sou fig.6 montre ultra-wo fòs 2300 MPa klas otomobil valv sous yo itilize nan etid sa a.
Defo sifas nan fil OT divize an domaj entèn ak domaj ekstèn dapre aks prentan an.Akòz koube a pandan woule frèt, estrès konpresiv ak estrès tansyon aji sou andedan ak deyò nan sezon prentan an, respektivman.Ka kraze ka koze pa sifas défauts ki parèt soti deyò akòz tension tansyon pandan frèt woule.
Nan pratik, sezon prentan an sibi konpresyon peryodik ak detant.Pandan konpresyon nan sezon prentan an, fil asye a tòde, ak akòz konsantrasyon nan estrès, estrès la taye andedan sezon prentan an pi wo pase estrès la taye ki antoure7.Se poutèt sa, si gen domaj sifas andedan sezon prentan an, pwobabilite pou sezon prentan an kraze se pi gwo a.Kidonk, bò ekstèn nan sezon prentan an (kote kote echèk espere pandan fabrikasyon prentan an) ak bò enteryè a (kote estrès la pi gran nan aplikasyon aktyèl la) yo mete kòm kote yo nan domaj sifas yo.
Se jeyometri defo sifas nan liy OT divize an fòm U, fòm V, fòm Y ak fòm T.Y-kalite ak T-kalite sitou egziste nan domaj sifas matyè premyè, ak U-kalite ak V-kalite domaj rive akòz manyen neglijans nan zouti nan pwosesis la woule frèt.Konsènan jeyometri a nan domaj sifas nan matyè premyè, domaj ki gen fòm U ki soti nan deformation plastik ki pa inifòm pandan woule cho yo defòme nan defo kouti ki gen fòm V, ki gen fòm Y ak ki gen fòm T anba milti-pas etann8, 10.
Anplis de sa, domaj ki gen fòm V, ki gen fòm Y ak ki gen fòm T ak enklinasyon apik nan dan an sou sifas la pral sibi gwo konsantrasyon estrès pandan operasyon an nan sezon prentan an.Souvan valv pliye pandan woule frèt ak tòde pandan operasyon an.Konsantrasyon estrès nan domaj ki gen fòm V ak Y ki gen pi wo konsantrasyon estrès yo te konpare lè l sèvi avèk analiz eleman fini, ABAQUS - lojisyèl analiz komèsyal fini.Relasyon estrès-souch yo montre nan Figi 1 ak Ekwasyon 1. (1) Simulation sa a sèvi ak yon eleman rektangilè kat-nœud ki genyen de dimansyon (2D), ak longè minimòm bò eleman an se 0.01 mm.Pou modèl analyse, domaj ki gen fòm V ak Y ki gen yon pwofondè de 0.5 mm ak yon pant nan defo a nan 2 ° yo te aplike nan yon modèl 2D nan yon fil ki gen yon dyamèt 2.5 mm ak yon longè 7.5 mm.
Sou fig.7a montre konsantrasyon estrès koube nan pwent chak defo lè yo aplike yon moman koube 1500 Nmm nan tou de bout chak fil.Rezilta yo nan analiz la montre ke estrès maksimòm 1038.7 ak 1025.8 MPa rive nan tèt yo nan domaj ki gen fòm V ak Y ki gen fòm, respektivman.Sou fig.7b montre konsantrasyon estrès nan tèt chak defo ki te koze pa torsion.Lè bò gòch la contrainte epi yo aplike yon koupl 1500 N∙mm sou bò dwat, menm estrès maksimòm 1099 MPa rive nan pwent domaj ki gen fòm V ak Y ki gen fòm.Rezilta sa yo montre ke V-tip defo montre pi wo estrès koube pase Y-tip domaj lè yo gen menm pwofondè ak pant nan defo a, men yo fè eksperyans menm estrès torsional.Se poutèt sa, domaj sifas ki gen fòm V ak fòm Y ki gen menm pwofondè ak pant nan domaj la ka nòmalize nan V ki gen fòm ak yon pi wo estrès maksimòm ki te koze pa konsantrasyon estrès.Se rapò gwosè defo V-kalite a defini kòm α = w / h lè l sèvi avèk pwofondè (h) ak lajè (w) nan V-tip ak T-tip defo;konsa, yon defo ki kalite T (α ≈ 0) olye de sa, jeyometri a ka defini pa estrikti jeyometrik yon defo kalite V.Se poutèt sa, Y-tip ak T-tip domaj yo ka nòmalize pa domaj V-kalite.Sèvi ak pwofondè (h) ak longè (l), se rapò longè a otreman defini kòm β = l / h.
Jan yo montre nan Figi 811, direksyon domaj sifas nan fil OT yo divize an direksyon longitudinal, transverse ak oblik, jan yo montre nan Figi 811. Analiz de enfliyans nan oryantasyon an nan domaj sifas sou fòs nan sezon prentan an pa eleman nan fini. metòd.
Sou fig.9a montre modèl analiz estrès prentan valv motè a.Kòm yon kondisyon analiz, prentan an te konprese soti nan yon wotè gratis nan 50.5 mm nan yon wotè difisil nan 21.8 mm, yon estrès maksimòm de 1086 MPa te pwodwi andedan sezon prentan an, jan yo montre nan Figi 9b.Depi echèk sous aktyèl valv motè yo fèt sitou nan sezon prentan an, prezans domaj sifas entèn yo espere seryezman afekte lavi fatig nan sezon prentan an.Se poutèt sa, domaj sifas nan direksyon longitudinal, transverse ak oblik yo aplike nan andedan sous dlo valv motè lè l sèvi avèk teknik sub-model.Tablo 2 montre dimansyon defo sifas yo ak estrès maksimòm nan chak direksyon defo a nan konpresyon prentan maksimòm.Estrès ki pi wo yo te obsève nan direksyon transverse, ak rapò a nan estrès nan direksyon longitudinal ak oblik nan direksyon transverse a te estime kòm 0.934-0.996.Ka rapò a estrès dwe detèmine pa tou senpleman divize valè sa a pa maksimòm estrès transverse a.Estrès maksimòm nan sezon prentan an rive nan tèt chak defo sifas, jan yo montre nan Fig. 9s.Valè estrès yo obsève nan direksyon longitudinal, transverse, ak oblik yo se 2045, 2085, ak 2049 MPa, respektivman.Rezilta analiz sa yo montre ke defo sifas transverse gen efè ki pi dirèk sou lavi fatig sous motè valv.
Yon domaj ki gen fòm V, ki sipoze pi dirèkteman afekte lavi fatig nan sezon prentan an valv motè, yo te chwazi kòm domaj inisyal la nan fil OT la, epi yo te chwazi direksyon an transverse kòm direksyon an nan domaj la.Defo sa a rive pa sèlman deyò, kote prentan valv motè a te kraze pandan fabrike, men tou andedan, kote pi gwo estrès la rive akòz konsantrasyon estrès pandan operasyon an.Pwofondè defo maksimòm lan fikse a 40 µm, ki ka detekte pa deteksyon defo aktyèl eddy, epi pwofondè minimòm lan fikse sou yon pwofondè ki koresponn ak 0.1% dyamèt fil 2.5 mm.Se poutèt sa, pwofondè defo a se soti nan 2.5 a 40 µm.Pwofondè, longè ak lajè defo ak yon rapò longè 0.1 ~ 1 ak yon rapò longè 5 ~ 15 yo te itilize kòm varyab, epi yo te evalye efè yo sou fòs fatig nan sezon prentan an.Tablo 3 bay lis kondisyon analyse yo detèmine lè l sèvi avèk metodoloji sifas repons lan.
Sous tiyo motè otomobil yo fabrike pa likidasyon frèt, tanperaman, eksplozif piki ak anviwònman chalè nan fil OT.Chanjman nan domaj sifas pandan fabwikasyon prentan yo dwe pran an kont pou evalye efè domaj sifas inisyal nan fil OT sou lavi fatig nan sous motè valv.Se poutèt sa, nan seksyon sa a, analiz eleman fini yo itilize pou predi deformation nan domaj sifas fil OT pandan envantè chak sezon prentan.
Sou fig.10 montre pwosesis likidasyon frèt la.Pandan pwosesis sa a, fil OT manje nan gid fil la pa roulo manje a.Gid fil la manje ak sipòte fil la pou anpeche koube pandan pwosesis la fòme.Fil ki pase nan gid fil la koube pa premye ak dezyèm branch bwa yo pou fòme yon sous bobin ak dyamèt anndan an vle.Anplasman prentan an pwodui lè w deplase zouti pou etap la apre yon sèl revolisyon.
Sou fig.11a montre yon modèl eleman fini yo itilize pou evalye chanjman nan jeyometri domaj sifas pandan woule frèt.Fòmasyon fil la se sitou ranpli pa peny likidasyon an.Depi kouch oksid la sou sifas fil la aji kòm yon librifyan, efè friksyon roulo manje a neglijab.Se poutèt sa, nan modèl kalkil la, roulo manje a ak gid fil yo senplifye kòm yon kousin.Koefisyan friksyon ant fil OT la ak zouti fòme a te mete sou 0.05.2D rijid kò avyon an ak kondisyon fiksasyon yo aplike nan fen gòch la nan liy lan pou ke li ka manje nan direksyon X a nan menm vitès ak roulo a manje (0.6 m / s).Sou fig.11b montre metòd sub-simulasyon yo itilize pou aplike ti domaj nan fil yo.Pou pran an kont gwosè domaj sifas yo, yo aplike soumodèl la de fwa pou domaj sifas ak yon pwofondè de 20 µm oswa plis ak twa fwa pou domaj sifas ki gen yon pwofondè ki mwens pase 20 µm.Defo sifas yo aplike nan zòn ki fòme ak etap egal.Nan modèl la an jeneral nan sezon prentan an, longè moso dwat la nan fil se 100 mm.Pou premye modèl la, aplike soumodèl 1 ak yon longè 3mm nan yon pozisyon longitudinal 75mm soti nan modèl mondyal la.Simulation sa a te itilize yon eleman twa dimansyon (3D) egzagonal uit-nœuds.Nan modèl mondyal la ak sou-modèl 1, longè minimòm bò chak eleman se 0.5 ak 0.2 mm, respektivman.Apre analiz de sub-modèl 1, domaj sifas yo aplike nan sub-modèl 2, ak longè ak lajè nan sub-modèl 2 se 3 fwa longè defo sifas la elimine enfliyans nan kondisyon yo fwontyè sub-modèl, nan Anplis de sa, 50% nan longè ak lajè yo itilize kòm pwofondè nan sub-modèl la.Nan sub-modèl 2, longè minimòm bò chak eleman se 0.005 mm.Sèten domaj sifas yo te aplike nan analiz eleman fini jan yo montre nan Tablo 3.
Sou fig.12 montre distribisyon estrès nan fant sifas apre yo fin travay frèt nan yon bobin.Modèl jeneral la ak submodel 1 montre prèske menm estrès 1076 ak 1079 MPa nan menm plas la, ki konfime kòrèkteman metòd la submodeling.Konsantrasyon estrès lokal yo rive nan kwen fwontyè soumodèl la.Aparamman, sa a se akòz kondisyon yo sou fwontyè nan submodel la.Akòz konsantrasyon estrès, sub-modèl 2 ak domaj sifas aplike montre yon estrès nan 2449 MPa nan pwent defo a pandan woule frèt.Jan yo montre nan tablo 3, domaj sifas yo idantifye pa metòd sifas repons yo te aplike nan andedan sezon prentan an.Rezilta analiz eleman fini yo te montre ke okenn nan 13 ka yo nan domaj sifas yo echwe.
Pandan pwosesis la likidasyon nan tout pwosesis teknolojik, pwofondè nan domaj sifas andedan sezon prentan an ogmante pa 0.1-2.62 µm (Fig. 13a), ak lajè a diminye pa 1.8-35.79 µm (Fig. 13b), pandan y ap longè a ogmante pa 0.72. –34.47 µm (figi 13c).Depi transverse V-ki gen fòm domaj la fèmen nan lajè pa koube pandan pwosesis la woule frèt, li se defòme nan yon domaj ki gen fòm V ak yon pant pi apik pase defo orijinal la.
Deformation nan pwofondè, lajè ak longè domaj sifas fil OT nan pwosesis fabrikasyon an.
Aplike defo sifas yo deyò nan sezon prentan an epi predi chans pou yo kase pandan woule frèt lè l sèvi avèk Analiz Eleman fini.Anba kondisyon yo ki nan lis nan tablo a.3, pa gen okenn pwobabilite pou destriksyon defo nan sifas ekstèn lan.Nan lòt mo, pa gen okenn destriksyon ki te fèt nan pwofondè defo sifas ki soti nan 2.5 a 40 µm.
Pou predi domaj sifas kritik yo, ka zo kase ekstèn pandan woule frèt yo te envestige lè yo ogmante pwofondè defo a soti nan 40 µm a 5 µm.Sou fig.14 montre ka zo kase ansanm defo sifas yo.Frakti fèt nan kondisyon pwofondè (55 µm), lajè (2 µm), ak longè (733 µm).Pwofondè kritik yon domaj sifas deyò sezon prentan an te tounen 55 μm.
Pwosesis peening piki a siprime kwasans krak ak ogmante lavi fatig lè li kreye yon estrès konpresiv rezidyèl nan yon sèten pwofondè soti nan sifas prentan an;sepandan, li pwovoke konsantrasyon estrès lè li ogmante brutality sifas sezon prentan an, kidonk diminye rezistans fatig nan sezon prentan an.Se poutèt sa, teknoloji segondè piki peening yo itilize pou pwodwi sous dlo gwo fòs pou konpanse pou rediksyon nan lavi fatig ki te koze pa ogmantasyon nan brutality sifas ki te koze pa piki peening.De-etap piki peening ka amelyore sifas brutality, maksimòm konpresiv estrès rezidyèl, ak sifas konpresiv estrès rezidyèl paske dezyèm piki peening la fèt apre premye piki peening12,13,14.
Sou fig.15 montre yon modèl analyse pwosesis eksplozif piki a.Yo te kreye yon modèl elastik-plastik kote yo te lage 25 bal nan zòn lokal sib liy OT pou eksplozif.Nan modèl analiz piki eksplozif la, domaj sifas fil OT defòme pandan likidasyon frèt yo te itilize kòm premye domaj.Retire nan estrès rezidyèl ki rive nan pwosesis la woule frèt pa tanperaman anvan pwosesis la eksplozif piki.Pwopriyete sa yo nan esfè a piki yo te itilize: dansite (ρ): 7800 kg / m3, modil elastik (E) - 210 GPa, rapò Poisson a (υ): 0.3.Koefisyan friksyon ant boul la ak materyèl la mete sou 0.1.Piki ak yon dyamèt 0.6 ak 0.3 mm yo te ekspilse nan menm vitès la nan 30 m / s pandan premye ak dezyèm pas forge yo.Apre pwosesis eksplozif la (pami lòt pwosesis fabrikasyon yo montre nan Figi 13), pwofondè, lajè, ak longè domaj sifas nan sezon prentan an te varye ant -6.79 a 0.28 µm, -4.24 a 1.22 µm, ak -2.59 a 1.69. µm, respektivman µm.Akòz deformation an plastik nan pwojektil la jete pèpandikilè nan sifas la nan materyèl la, pwofondè nan domaj la diminye, an patikilye, lajè a nan domaj la siyifikativman redwi.Aparamman, domaj la te fèmen akòz deformation plastik ki te koze pa piki peening.
Pandan pwosesis la réduction chalè, efè retresi frèt ak rkwit tanperati ki ba ka aji sou prentan valv motè a an menm tan.Yon anviwònman frèt maksimize nivo tansyon nan sezon prentan an pa konpresyon li nan nivo ki pi wo posib nan tanperati chanm.Nan ka sa a, si prentan valv motè a chaje pi wo pase fòs sede materyèl la, prentan valv motè a defòme plastik, ogmante fòs sede a.Apre deformation plastik, prentan valv la flechi, men fòs sede ogmante bay elastisite prentan valv la nan operasyon aktyèl la.Recuit tanperati ki ba amelyore chalè ak rezistans deformation nan sous dlo valv opere nan tanperati ki wo.
Defo andigman defòme pandan eksplozif piki nan analiz FE ak jaden an estrès rezidyèl mezire ak ekipman X-ray diffraction (XRD) yo te aplike nan sub-modèl 2 (figi 8) pou dedwi chanjman an nan domaj pandan kontraksyon chalè.Prentan an te fèt pou opere nan ranje elastik la epi li te konprese soti nan wotè gratis li yo nan 50.5 mm nan wotè fèm li yo nan 21.8 mm ak Lè sa a, pèmèt yo retounen nan wotè orijinal li nan 50.5 mm kòm yon kondisyon analiz.Pandan kontraksyon chalè, jeyometri defo a chanje ensiyifyan.Aparamman, estrès konpresiv rezidyèl nan 800 MPa ak pi wo a, ki te kreye pa eksplozif piki, siprime deformation nan domaj sifas yo.Apre kontraksyon chalè (figi 13), pwofondè, lajè, ak longè domaj sifas yo varye ant -0.13 a 0.08 µm, soti nan -0.75 a 0 µm, ak soti nan 0.01 a 2.4 µm, respektivman.
Sou fig.16 konpare deformation defo ki gen fòm U ak V ki gen menm pwofondè (40 µm), lajè (22 µm) ak longè (600 µm).Chanjman nan lajè U-ki gen fòm ak V-ki gen fòm domaj se pi gwo pase chanjman nan longè, ki se ki te koze pa fèmen nan direksyon an lajè pandan pwosesis la woule frèt ak piki eksplozif.Konpare ak domaj ki gen fòm U, domaj ki gen fòm V ki te fòme nan yon pwofondè relativman pi gwo ak pant pi apik, sijere ke yo ka pran yon apwòch konsèvatif lè w ap aplike domaj ki gen fòm V.
Seksyon sa a diskite sou deformation defo inisyal la nan liy OT la pou chak pwosesis manifakti prentan valv.Se defo fil OT inisyal la aplike nan andedan prentan an valv kote echèk espere akòz estrès yo segondè pandan operasyon nan sezon prentan an.Defo sifas transverse ki gen fòm V nan fil OT yo yon ti kras ogmante nan pwofondè ak longè ak sevè diminye nan lajè akòz koube pandan likidasyon frèt.Fèmti nan direksyon lajè a fèt pandan piki peening ak ti kras oswa pa gen okenn deformation defo aparan pandan anviwònman chalè final la.Nan pwosesis la nan woule frèt ak piki peening, gen yon gwo deformation nan direksyon lajè akòz deformation plastik.Defo a ki gen fòm V andedan prentan valv la transfòme nan yon domaj ki gen fòm T akòz fèmen lajè pandan pwosesis la woule frèt.