310 roestfrij stiel coil tube gemyske komponint, Effekt fan oerflakdefekten yn oalje-ferhurde stielen draad op it wurgenslibben fan klepspringen yn automotoren

Tankewol foar it besykjen fan Nature.com.Jo brûke in browserferzje mei beheinde CSS-stipe.Foar de bêste ûnderfining riede wy oan dat jo in bywurke browser brûke (of kompatibiliteitsmodus útskeakelje yn Internet Explorer).Derneist, om trochgeande stipe te garandearjen, litte wy de side sjen sûnder stilen en JavaScript.
Sliders dy't trije artikels per dia sjen litte.Brûk de efter- en folgjende knoppen om troch de dia's te bewegen, of de slide-controller-knoppen oan 'e ein om troch elke dia te bewegen.

Stainless stiel 310 coiled buizen / coiled buizenGemyske gearstallingen komposysje

De folgjende tabel toant de gemyske gearstalling fan klasse 310S roestfrij stiel.

10*1mm 9.25*1.24 mm 310 RVS capillary coiled tube leveransiers

Fysike eigenskippen

De fysike eigenskippen fan klasse 310S roestfrij stiel wurde werjûn yn 'e folgjende tabel.

Meganyske eigenskippen

De folgjende tabel sketst de meganyske eigenskippen fan klasse 310S roestfrij stiel.

Termyske eigenskippen

De termyske eigenskippen fan klasse 310S roestfrij stiel wurde jûn yn 'e folgjende tabel.

Oare oantsjuttings

Oare oantsjuttings lykweardich oan klasse 310S roestfrij stiel wurde neamd yn de folgjende tabel.

It doel fan dizze stúdzje is om it wurgenslibben te evaluearjen fan in klepspring fan in automotor by it tapassen fan mikrodefekten op in oalje-ferhurde draad fan 2300 MPa grade (OT-draad) mei in krityske defektdjipte fan 2.5 mm yn diameter.Earst waard de ferfoarming fan 'e oerflakdefekten fan' e OT-draad tidens de fabrikaazje fan 'e fentylfear krigen troch finite elemintanalyse mei subsimulaasjemetoaden, en de oerbliuwende spanning fan' e ôfmakke maitiid waard mjitten en tapast op it model foar springstressanalyse.Twad, analysearje de sterkte fan 'e fentylspring, kontrolearje op oerbleaune stress, en fergelykje it nivo fan tapaste stress mei oerflakke ûnfolsleinens.Tredde, it effekt fan mikrodefekten op 'e wurgenslibben fan' e maitiid waard evaluearre troch it tapassen fan 'e stress op oerflakdefekten krigen fan' e maitiidsterkteanalyse oan 'e SN-kurven krigen fan' e flexurale wurgenstest by rotaasje fan 'e draad OT.In defektdjipte fan 40 µm is de hjoeddeistige standert foar it behearen fan oerflakdefekten sûnder de wurgenslibben te kompromittearjen.
De auto-yndustry hat in sterke fraach nei lichtgewicht auto-ûnderdielen om de brânstofeffisjinsje fan auto's te ferbetterjen.Sa is it gebrûk fan avansearre hege sterkte stiel (AHSS) de lêste jierren tanommen.Automotive motor fentyl springs besteane benammen út waarmte-resistant, wear-resistant en net-sakgjen oalje-ferhurde stielen triedden (OT triedden).
Fanwegen har hege treksterkte (1900–2100 MPa) meitsje de op it stuit brûkte OT-draden it mooglik om de grutte en massa fan motorklepspringen te ferminderjen, brânstofeffisjinsje te ferbetterjen troch wriuwing mei omlizzende dielen te ferminderjen1.Troch dizze foardielen nimt it gebrûk fan heechspanningsdraad rap ta, en ultra-hege-sterkte wire rod fan 2300MPa klasse ferskynt ien nei de oare.Valve springs yn automotive motors fereaskje in lange libbensdoer omdat se wurkje ûnder hege cyclic loads.Om te foldwaan oan dizze eask, fabrikanten typysk beskôgje wurgens libben grutter as 5,5 × 107 syklusen by it ûntwerpen fentyl springs en tapasse oerbleaune stress op it fentyl spring oerflak troch skot peening en waarmte krimp prosessen te ferbetterjen wurgens life2.
D'r binne nochal wat stúdzjes west oer it wurgenslibben fan spiraalfoarmen yn auto's ûnder normale bedriuwsbetingsten.Gzal et al.Analytyske, eksperimintele en einige elemint (FE) analyzes fan elliptyske helical springs mei lytse helix hoeken ûnder statyske lading wurde presintearre.Dizze stúdzje jout in eksplisite en ienfâldige útdrukking foar de lokaasje fan maksimale skuorspanning tsjin aspektferhâlding en stivensyndeks, en jout ek analytysk ynsjoch yn maksimale skuorspanning, in krityske parameter yn praktyske ûntwerpen3.Pastorcic et al.De resultaten fan 'e analyze fan' e ferneatiging en wurgens fan 'e spiraalfoarmige spring fuorthelle út in privee auto nei mislearjen yn wurking wurde beskreaun.Mei help fan eksperimintele metoaden waard in stikkene maitiid ûndersocht en de resultaten suggerearje dat dit in foarbyld is fan korrosjewurgensfal4.gat, ensfh Ferskate lineêre regression spring libben modellen binne ûntwikkele om te evaluearjen de wurgens libben fan automotive helical springs.Putra en oaren.Fanwege de unevenness fan it dyk oerflak wurdt bepaald de libbensdoer fan de spiraalfoarmige spring fan 'e auto.Der is lykwols net folle ûndersyk dien oer hoe't oerflakdefekten dy't foarkomme tidens it fabrikaazjeproses beynfloedzje it libben fan spiraalfjers foar auto's.
Oerflakdefekten dy't foarkomme tidens it fabrikaazjeproses kinne liede ta lokale stresskonsintraasje yn klepspringen, wat har wurgenslibben signifikant ferminderet.Oerflakdefekten fan fentylspringen wurde feroarsake troch ferskate faktoaren, lykas oerflakdefekten fan 'e brûkte grûnstoffen, defekten yn ark, rûge ôfhanneling by kâld rôljen7.It oerflak defekten fan it grûnstof binne steil V-foarmige fanwege hot rolling en multi-pass tekening, wylst de mankeminten feroarsake troch it foarmjen ark en soarchfâldich ôfhanneljen binne U-foarmige mei sêfte hellingen8,9,10,11.V-foarmige mankeminten feroarsaakje hegere stress konsintraasjes as U-foarmige mankeminten, dus strange defekt behear kritearia wurde meastal tapast op it útgongspunt materiaal.
Aktuele noarmen foar behear fan oerflakdefekten foar OT-draden omfetsje ASTM A877/A877M-10, DIN EN 10270-2, JIS G 3561, en KS D 3580. DIN EN 10270-2 spesifisearret dat de djipte fan in oerflakdefekt op draaddiameters fan 0,5–2 10 mm is minder as 0,5-1% fan 'e draaddiameter.Dêrneist fereaskje JIS G 3561 en KS D 3580 dat de djipte fan oerflak defekten yn tried rod mei in diameter fan 0,5-8 mm wêze minder as 0,5% fan de tried diameter.Yn ASTM A877 / A877M-10 moatte de fabrikant en keaper it iens wurde oer de tastiene djipte fan oerflakdefekten.Om de djipte fan in defekt op it oerflak fan in draad te mjitten, wurdt de draad meastentiids mei sâltsoer etste, en dan wurdt de djipte fan it defekt metten mei in mikrometer.Dizze metoade kin lykwols allinich defekten mjitte yn bepaalde gebieten en net op it heule oerflak fan it definitive produkt.Dêrom brûke fabrikanten wervelstroomtesten tidens it proses fan draadtekening om oerflakdefekten te mjitten yn kontinu produsearre draad;dizze tests kinne de djipte fan oerflakdefekten mjitte oant 40 µm.De 2300MPa grade stielen tried ûnder ûntwikkeling hat hegere treksterkte en legere elongation as de besteande 1900-2200MPa grade stielen tried, sadat de fentyl spring wurgens libben wurdt beskôge as tige gefoelich foar oerflak gebreken.Dêrom is it needsaaklik om de feiligens te kontrolearjen fan it tapassen fan besteande noarmen foar it kontrolearjen fan 'e djipte fan oerflakdefekten foar stieldraadklasse 1900-2200 MPa oant stieldraadklasse 2300 MPa.
It doel fan dizze stúdzje is om it wurgenslibben te evaluearjen fan in fentylfjirder foar automotoren as de minimale defektdjipte te mjitten troch wervelstroomtesten (dat wol sizze 40 µm) wurdt tapast op in 2300 MPa grade OT-draad (diameter: 2.5 mm): krityske flater djipte.De bydrage en metodyk fan dit ûndersyk binne as folget.
As earste defekt yn 'e OT-draad waard in V-foarmige defekt brûkt, dy't it wurgenslibben serieus beynfloedet, yn' e transversale rjochting relatyf oan 'e draadas.Beskôgje de ferhâlding fan de ôfmjittings (α) en lingte (β) fan in oerflakdefekt om it effekt fan syn djipte (h), breedte (w), en lingte (l) te sjen.Oerflak mankeminten foarkomme binnen de maitiid, dêr't mislearring optreedt earst.
Om de deformaasje fan inisjele defekten yn OT-draad te foarsizzen by kâlde winding, waard in subsimulaasje-oanpak brûkt, dy't rekken holden mei de analysetiid en de grutte fan oerflakdefekten, om't de defekten heul lyts binne yn ferliking mei OT-draad.globale model.
De oerbleaune kompresjonele spanningen yn 'e maitiid nei twa-poadium shot peening waarden berekkene troch de einige elemint metoade, de resultaten waarden fergelike mei de mjittingen nei shot peening te befêstigjen it analytysk model.Derneist waarden oerbliuwende spanningen yn klepspringen fan alle produksjeprosessen mjitten en tapast op analyse fan springsterkte.
Spanningen yn oerflakdefekten wurde foarsein troch it analysearjen fan 'e krêft fan' e maitiid, rekken hâldend mei de deformaasje fan it defekt by kâld rôljen en de oerbliuwende kompresjespanning yn 'e klear maitiid.
De wurgenstest foar rotearjende bûgen waard útfierd mei in OT-draad makke fan itselde materiaal as de fentylfear.Om de oerbliuwende stress- en oerflakruwheidskarakteristiken fan 'e fabrisearre fentylspringen te korrelearjen oan' e OT-linen, waarden SN-kurven krigen troch rotearjende bûgjende wurgenstests nei it tapassen fan twa-poadium shot-peening en torsion as foarbehannelingsprosessen.
De resultaten fan 'e analyse fan' e springsterkte wurde tapast op 'e Goodman-fergeliking en de SN-kromme om it libben fan' e wurgens fan 'e klepspring te foarsizzen, en it effekt fan' e oerflakdefektdjipte op 'e wurgenslibben wurdt ek evaluearre.
Yn dizze stúdzje waard in draad fan 2300 MPa OT-grade mei in diameter fan 2.5 mm brûkt om it wurgenslibben fan in automotive-motorklepspring te evaluearjen.Earst waard in trektest fan 'e draad útfierd om syn duktile fraktuermodel te krijen.
De meganyske eigenskippen fan OT-draad waarden krigen fan trektests foarôfgeand oan finite elemint-analyze fan it kâlde kronkelproses en springsterkte.De stress-strain kromme fan it materiaal waard bepaald mei de resultaten fan tensile tests by in strain rate fan 0,001 s-1, lykas werjûn yn fig.1. SWONB-V wire wurdt brûkt, en syn opbringst sterkte, tensile sterkte, elastic modulus en Poisson syn ferhâlding binne respektivelik 2001.2MPa, 2316MPa, 206GPa en 0.3.De ôfhinklikheid fan stress op flow strain wurdt krigen as folget:
Rys.2 yllustrearret it duktile fraktuerproses.It materiaal ûndergiet elastoplastyske deformaasje by deformaasje, en it materiaal fersmellt as de spanning yn it materiaal syn treksterkte berikt.Dêrnei liede de skepping, groei en assosjaasje fan leechten binnen it materiaal ta de ferneatiging fan it materiaal.
It duktile fraktuermodel brûkt in stress-modifisearre kritysk deformaasjemodel dat rekken hâldt mei it effekt fan stress, en post-necking fraktuer brûkt de metoade foar skeaakkumulaasje.Hjir wurdt inisjatyf fan skea útdrukt as in funksje fan strain, stress triaxiality en strain rate.De stress triaxiality wurdt definiearre as de gemiddelde wearde krigen troch dielen fan de hydrostatyske stress feroarsake troch de deformation fan it materiaal oant de formaasje fan 'e nekke troch de effektive stress.Yn 'e metoade foar skeaakkumulaasje komt ferneatiging as de skeawearde 1 berikt, en de enerzjy dy't nedich is om de skeawearde fan 1 te berikken wurdt definieare as de ferneatigingenerzjy (Gf).De fraktuerenerzjy komt oerien mei it gebiet fan 'e wiere stress-ferpleatsingskromme fan it materiaal fan nekke oant fraktuertiid.
Yn it gefal fan konvinsjonele stielen, ôfhinklik fan 'e spanningsmodus, komt duktile breuk, skuorfraktuer, of mingde modusfraktuer foar troch duktiliteit en skuorfraktuer, lykas werjûn yn figuer 3. fraktuer patroan.
Plastic falen komt foar yn in regio dy't oerienkomt mei in stress triaxiality fan mear as 1/3 (sône I), en de fraktuer strain en stress triaxiality kin ôflaat wurde út tensile tests op eksimplaren mei oerflak gebreken en notches.Yn it gebiet dat oerienkomt mei de spanning triaxiality fan 0 ~ 1/3 (sône II), komt in kombinaasje fan duktile fraktuer en skuorfout (dus troch in torsion test. Yn it gebiet dat oerienkomt mei de spanning triaxiality fan -1/3 nei 0 (III), shear falen feroarsake troch kompresje, en fraktuer strain en stress triaxiality kinne wurde krigen troch upsetting test.
Foar OT-draden dy't brûkt wurde by de fabrikaazje fan motorklepspringen, is it nedich om rekken te hâlden mei de fraktueren feroarsake troch ferskate ladingsomstannichheden tidens it fabrikaazjeproses en tapassingsbetingsten.Dêrom, tensile en torsion tests waarden útfierd te passen it falen strain kritearium, it effekt fan stress triaxiality op elke stress modus waard beskôge, en elastoplastic finite elemint analyze by grutte stammen waard útfierd te kwantifisearje de feroaring yn stress triaxiality.De kompresjemodus waard net beskôge fanwegen de beheining fan sampleferwurking, nammentlik de diameter fan 'e OT-draad is mar 2,5 mm.Tabel 1 listet de testbetingsten foar trek- en torsion, lykas spanningtriaxialiteit en breukspanning, krigen mei finite elemint analyze.
De fraktuerstamme fan konvinsjonele triaksiale stielen ûnder stress kin wurde foarsizze mei de folgjende fergeliking.
wêrby C1: \({\overline{{\varepsilon}_{0}}}^{pl}\) skjinne besuniging (η = 0) en C2: \({\overline{{\varepsilon}_{0} } }^{pl}\) Uniaxiale spanning (η = η0 = 1/3).
De trendlinen foar elke stressmodus wurde krigen troch it tapassen fan de breukspanningswearden C1 en C2 yn 'e fergeliking.(2);C1 en C2 wurde krigen fan trek- en torsiontests op samples sûnder oerflakdefekten.Figuer 4 toant de stress triaxiality en fraktuer strain krigen út de tests en de trend rigels foarsein troch de fergeliking.(2) De trendline krigen fan 'e test en de relaasje tusken stresstriaxiality en fraktuerstamme litte in ferlykbere trend sjen.De fraktuerstamme en stresstriaxialiteit foar elke stressmodus, krigen fan 'e tapassing fan trendlinen, waarden brûkt as kritearia foar duktile fraktuer.
Brek-enerzjy wurdt brûkt as materiaaleigenskip om de tiid te bepalen om te brekken nei necking en kin wurde krigen fan trektests.De fraktuerenerzjy hinget ôf fan 'e oanwêzigens of ûntbrekken fan skuorren op it oerflak fan it materiaal, om't de tiid foar fraktuer hinget ôf fan' e konsintraasje fan lokale spanningen.Figuren 5a-c litte de brek-enerzjyen sjen fan samples sûnder oerflakdefekten en samples mei R0.4- of R0.8-notches fan trektests en einige elemintanalyse.De fraktuerenerzjy komt oerien mei it gebiet fan 'e wiere stress-ferpleatsingskromme fan nekke oant fraktuertiid.
De fraktuerenerzjy fan in OT-draad mei fyn oerflakdefekten waard foarsein troch it útfieren fan trektests op in OT-draad mei in defektdjipte grutter as 40 µm, lykas werjûn yn figuer 5d.Tsien eksimplaren mei defekten waarden brûkt yn 'e trektests en de gemiddelde fraktuerenerzjy waard rûsd op 29.12 mJ / mm2.
De standertisearre oerflakdefekt wurdt definieare as de ferhâlding fan 'e djipte fan' e defekt oan 'e diameter fan' e fentylspringdraad, nettsjinsteande de oerflakdefektgeometry fan 'e OT-draad dy't brûkt wurdt by de fabrikaazje fan auto's fentylspringen.OT-draaddefekten kinne wurde klassifisearre op basis fan oriïntaasje, mjitkunde en lingte.Sels mei deselde defekt djipte, ferskilt it nivo fan stress hanneljend op in oerflak defekt yn in maitiid ôfhinklik fan de mjitkunde en oriïntaasje fan it defekt, sadat de mjitkunde en oriïntaasje fan it defekt kin beynfloedzje wurgens sterkte.Dêrom is it nedich om rekken te hâlden mei de mjitkunde en oriïntaasje fan defekten dy't de grutste ynfloed hawwe op 'e wurgenslibben fan in maitiid om strikte kritearia ta te passen foar it behearen fan oerflakdefekten.Troch de fynkernstruktuer fan OT-draad is har wurgenslibben heul gefoelich foar kerven.Dêrom moat it defekt dat de heechste spanningskonsintraasje fertoant neffens de mjitkunde en oriïntaasje fan it defekt moatte wurde fêststeld as it earste defekt mei finite elemint analyze.Op fig.6 toant de ultra-heechsterkte 2300 MPa-klasse automotive fentylspringen brûkt yn dizze stúdzje.
Surface defekten fan OT tried wurde ferdield yn ynterne mankeminten en eksterne mankeminten neffens de maitiid as.Troch it bûgen by it kjeldrôljen, treden kompresje- en trekspanning oan op respektivelik de binnen- en bûtenkant fan de maitiid.Brek kin feroarsake wurde troch oerflakdefekten dy't fan bûten ferskine troch trekspanningen by kâld rôljen.
Yn 'e praktyk wurdt de maitiid ûnderwurpen oan periodike kompresje en ûntspanning.By de kompresje fan de maitiid draait de stielen tried, en troch de konsintraasje fan spanningen is de skuorspanning binnen de maitiid heger as de omlizzende skuorspanning7.Dêrom, as d'r oerflakdefekten yn 'e maitiid binne, is de kâns dat de maitiid brekke it grutste.Sa wurde de bûtenkant fan 'e maitiid (de lokaasje dêr't mislearring ferwachte wurdt by de fabrikaazje fan' e maitiid) en de binnenkant (dêr't de spanning it grutste is yn 'e eigentlike tapassing) as lokaasjes fan 'e oerflakdefekten ynsteld.
De geometry fan oerflakdefekten fan OT-linen is ferdield yn U-foarm, V-foarm, Y-foarm en T-foarm.Y-type en T-type besteane benammen yn 'e oerflakdefekten fan grûnstoffen, en U-type en V-type mankeminten komme foar troch achteleas ôfhanneljen fan ark yn' e kâld rôljende proses.Wat de mjitkunde fan oerflakdefekten yn grûnstoffen oanbelanget, wurde U-foarmige defekten dy't ûntsteane út net-unifoarme plastyske deformaasje tidens hytrollen ferfoarme yn V-foarmige, Y-foarmige en T-foarmige naaddefekten ûnder multi-pass stretching8, 10.
Dêrneist V-foarmige, Y-foarmige en T-foarmige defekten mei steile oanstriid fan 'e notch op it oerflak sil ûnderwurpen wurde oan hege stress konsintraasje tidens de wurking fan' e maitiid.Valve springs bûge by kâld rôljen en twist by operaasje.Stresskonsintraasjes fan V-foarmige en Y-foarmige defekten mei hegere stresskonsintraasjes waarden fergelike mei finite elemint analyze, ABAQUS - kommersjele finite elemint analyze software.De stress-strain relaasje wurdt werjûn yn figuer 1 en fergeliking 1. (1) Dizze simulaasje brûkt in twadiminsjonale (2D) rjochthoekige fjouwer-node elemint, en de minimale elemint side lingte is 0,01 mm.Foar it analytysk model waarden V-foarmige en Y-foarmige defekten mei in djipte fan 0,5 mm en in helling fan it defekt fan 2 ° tapast op in 2D-model fan in draad mei in diameter fan 2,5 mm en in lingte fan 7,5 mm.
Op fig.7a toant de bûgspanningskonsintraasje oan 'e tip fan elk defekt as in bûgmomint fan 1500 Nmm wurdt tapast oan beide einen fan elke draad.De resultaten fan 'e analyze litte sjen dat de maksimale spanningen fan 1038,7 en 1025,8 MPa foarkomme oan' e toppen fan respektivelik V-foarmige en Y-foarmige defekten.Op fig.7b toant de stresskonsintraasje oan 'e boppekant fan elk defekt feroarsake troch torsion.Wannear't de linker kant wurdt beheind en in koppel fan 1500 N∙mm wurdt tapast oan de rjochterkant, deselde maksimale spanning fan 1099 MPa bart oan 'e tips fan' e V-foarmige en Y-foarmige defekten.Dizze resultaten litte sjen dat V-type mankeminten fertoane hegere bûgspanning as Y-type mankeminten as se hawwe deselde djipte en helling fan it defekt, mar se belibje deselde torsional stress.Dêrom kinne V-foarmige en Y-foarmige oerflakdefekten mei deselde djipte en helling fan it defekt normalisearre wurde nei V-foarmige mei in hegere maksimale stress feroarsake troch stresskonsintraasje.De V-type defekt grutte ratio wurdt definiearre as α = w / h mei help fan de djipte (h) en breedte (w) fan de V-type en T-type mankeminten;dus, in T-type defekt (α ≈ 0) ynstee, de mjitkunde kin wurde definiearre troch de geometryske struktuer fan in V-type defect.Dêrom kinne Y-type en T-type defekten wurde normalisearre troch V-type defekten.Mei help fan djipte (h) en lingte (l), wurdt de lingteferhâlding oars definiearre as β = l/h.
Lykas werjûn yn figuer 811, de rjochtingen fan oerflak defekten fan OT triedden wurde ferdield yn longitudinale, transversale en oblique rjochtings, lykas werjûn yn figuer 811. Analyse fan 'e ynfloed fan' e oriïntaasje fan oerflak defekten op 'e krêft fan' e maitiid troch de einige elemint metoade.
Op fig.9a toant it model fan 'e motorklep-springspanningsanalyse.As analyze betingst, de maitiid waard komprimearre út in frije hichte fan 50,5 mm nei in hurde hichte fan 21,8 mm, in maksimum spanning fan 1086 MPa waard generearre binnen de maitiid, lykas werjûn yn figuer 9b.Sûnt it mislearjen fan de eigentlike motor fentyl springs benammen foarkomt binnen de maitiid, de oanwêzigens fan ynterne oerflak mankeminten wurdt ferwachte serieus beynfloedzje de wurgens libben fan 'e maitiid.Dêrom wurde oerflakdefekten yn 'e longitudinale, transversale en skuorjende rjochtingen tapast oan' e binnenkant fan motorventilfjers mei help fan sub-modelleringstechniken.Tabel 2 toant de ôfmjittings fan oerflak mankeminten en de maksimale stress yn elke rjochting fan it defekt by maksimale spring kompresje.De heechste spanningen waarden waarnommen yn 'e transversale rjochting, en de ferhâlding fan spanningen yn' e longitudinale en skuorjende rjochtingen nei de transversale rjochting waard rûsd op 0,934-0,996.De stressferhâlding kin bepaald wurde troch dizze wearde gewoan te dielen troch de maksimale transversale spanning.De maksimale stress yn 'e maitiid komt foar oan' e boppekant fan elke oerflakdefekt, lykas werjûn yn figuer 9s.De spanningswearden waarnommen yn 'e longitudinale, transversale en skuorjende rjochtingen binne respektivelik 2045, 2085 en 2049 MPa.De resultaten fan dizze analyzes litte sjen dat transversale oerflakdefekten it meast direkte effekt hawwe op 'e wurgenslibben fan motorklepspringen.
In V-foarmige defekt, dat wurdt oannommen dat it meast direkte ynfloed op 'e wurgens libben fan' e motor fentyl spring, waard keazen as de earste defekt fan de OT tried, en de dwerse rjochting waard keazen as de rjochting fan it defekt.Dit defekt komt net allinnich foar bûten, dêr't de motor fentyl maitiid bruts ûnder fabrikaazje, mar ek binnen, dêr't de grutste stress komt troch stress konsintraasje yn wurking.De maksimale defektdjipte is ynsteld op 40 µm, wat kin wurde ûntdutsen troch wervelstroomfoutdeteksje, en de minimale djipte is ynsteld op in djipte dy't oerienkomt mei 0,1% fan 'e 2,5 mm draaddiameter.Dêrom is de djipte fan it defekt fan 2,5 oant 40 µm.Djipte, lingte en breedte fan gebreken mei in lingteferhâlding fan 0,1 ~ 1 en in lingteferhâlding fan 5 ~ 15 waarden brûkt as fariabelen, en har effekt op 'e wurgenssterkte fan' e maitiid waard evaluearre.Tabel 3 listet de analytyske betingsten fêststeld mei help fan 'e respons-oerflakmetodology.
Automotive motor fentyl springs wurde produsearre troch kâlde winding, tempering, skot blasting en waarmte ynstelling fan OT tried.Feroarings yn oerflakdefekten tidens maitiidfabrikaasje moatte rekken holden wurde om it effekt te evaluearjen fan inisjele oerflakdefekten yn OT-draden op 'e wurgenslibben fan motorklepspringen.Dêrom, yn dizze seksje, finite elemint analyze wurdt brûkt om foarsizze de deformation fan OT wire oerflak defekten tidens de fabrikaazje fan elke maitiid.
Op fig.10 toant it kâlde wikkelproses.Tidens dit proses wurdt de OT-draad yn 'e draadlieding troch de feedroller brocht.De tried gids feeds en stipet de tried om foar te kommen bûgen tidens it foarmjen proses.De tried dy't troch de tried gids giet, wurdt bûgd troch de earste en twadde roeden te foarmjen in coil spring mei de winske binnendiameter.De springpitch wurdt produsearre troch it ferpleatsen fan it stepping-ark nei ien revolúsje.
Op fig.11a lit in einich elemint model sjen dat wurdt brûkt om de feroaring yn 'e mjitkunde fan oerflakdefekten te evaluearjen by kâld rôljen.De foarming fan 'e tried wurdt benammen foltôge troch de kronkeljende pin.Sûnt de okside laach op it oerflak fan 'e tried fungearret as lubricant, de wriuwing effekt fan' e feed roller is negligible.Dêrom, yn it berekkeningsmodel, de feed roller en de tried gids wurde ferienfâldige as in bus.De wriuwingskoëffisjint tusken de OT-draad en it foarmjen ark waard ynsteld op 0,05.De 2D stive lichem fleantúch en fixaasje betingsten wurde tapast oan de linker ein fan 'e line, sadat it kin wurde fieden yn' e X rjochting op deselde snelheid as de feed roller (0,6 m / s).Op fig.11b lit de subsimulaasjemetoade sjen dy't brûkt wurdt om lytse defekten oan te bringen op draden.Om rekken te hâlden mei de grutte fan oerflakdefekten, wurdt it submodel twa kear tapast foar oerflakdefekten mei in djipte fan 20 µm of mear en trije kear foar oerflakdefekten mei in djipte fan minder dan 20 µm.Surface defekten wurde tapast op gebieten foarme mei gelikense stappen.Yn it algemiene model fan 'e maitiid is de lingte fan it rjochte stik draad 100 mm.Foar it earste submodel, tapasse submodel 1 mei in lingte fan 3mm nei in longitudinale posysje fan 75mm fan it globale model.Dizze simulaasje brûkte in trijediminsjonaal (3D) hexagonaal achtknooppuntelemint.Yn it globale model en submodel 1 is de minimale sydlingte fan elk elemint respektivelik 0,5 en 0,2 mm.Nei analyse fan submodel 1 wurde oerflakdefekten tapast op submodel 2, en de lingte en breedte fan submodel 2 binne 3 kear de lingte fan it oerflakdefekt om de ynfloed fan 'e submodelgrinsbetingsten te eliminearjen, yn Dêrneist wurdt 50% fan 'e lingte en breedte brûkt as de djipte fan it submodel.Yn submodel 2 is de minimale sydlingte fan elk elemint 0,005 mm.Bepaalde oerflakdefekten waarden tapast op 'e finite elemint analyze lykas werjûn yn Tabel 3.
Op fig.12 toant de ferdieling fan stress yn oerflak skuorren nei kâld wurkjen fan in spoel.It algemiene model en submodel 1 litte hast deselde spanningen fan 1076 en 1079 MPa op itselde plak sjen, wat de krektens fan 'e submodelingmetoade befêstiget.Lokale stresskonsintraasjes komme foar by de grinsrânen fan it submodel.Blykber komt dit troch de grinsbetingsten fan it submodel.Troch spanningskonsintraasje toant submodel 2 mei oanbrocht oerflakdefekten in spanning fan 2449 MPa oan 'e tip fan it defekt by kâld rôljen.Lykas werjûn yn Tabel 3, waarden de oerflakdefekten identifisearre troch de metoade fan antwurd oerflak tapast oan 'e binnenkant fan' e maitiid.De resultaten fan 'e finite elemint analyze lieten sjen dat gjin fan' e 13 gefallen fan oerflakdefekten mislearre.
Tidens it kronkeljen proses yn alle technologyske prosessen, de djipte fan oerflak defekten binnen de maitiid ferhege troch 0,1-2,62 µm (Fig. 13a), en de breedte fermindere troch 1,8-35,79 µm (Fig. 13b), wylst de lingte tanommen troch 0,72 –34.47 µm (fig. 13c).Sûnt de dwerse V-foarmige defekt wurdt sletten yn breedte troch bûgen yn de kâlde rôljende proses, it wurdt ferfoarme ta in V-foarmige defekt mei in steiler helling as de oarspronklike defekt.
Deformaasje yn djipte, breedte en lingte fan OT-draadflakdefekten yn it produksjeproses.
Tapasse oerflakdefekten oan 'e bûtenkant fan' e maitiid en foarsizze de kâns op brekken by kâld rôljen mei Finite Element Analysis.Under de betingsten neamd yn Tabel.3, der is gjin kâns op ferneatiging fan defekten yn it bûtenste oerflak.Mei oare wurden, gjin ferneatiging barde op 'e djipte fan oerflakdefekten fan 2,5 oant 40 µm.
Om krityske oerflakdefekten te foarsizzen, waarden eksterne fraktueren ûnder kâld rôljen ûndersocht troch it fergrutsjen fan de defektdjipte fan 40 µm nei 5 µm.Op fig.14 toant fraktueren lâns oerflakdefekten.Brek komt foar ûnder betingsten fan djipte (55 µm), breedte (2 µm), en lingte (733 µm).De krityske djipte fan in oerflakdefekt bûten de maitiid blykte 55 μm te wêzen.
De shot peening proses ûnderdrukt crack groei en fergruttet wurgens libben troch it meitsjen fan in oerbleaune compressive stress op in bepaalde djipte fan 'e maitiid oerflak;lykwols, it induces stress konsintraasje troch it fergrutsjen fan it oerflak rûchheid fan 'e maitiid, dus it ferminderjen fan de wurgens ferset fan' e maitiid.Dêrom wurdt sekundêre sjitpeeningtechnology brûkt om springen mei hege sterkte te produsearjen om te kompensearjen foar de fermindering fan wurgenslibben feroarsake troch de tanimming fan oerflakrûchheid feroarsake troch shotpeening.Twa-poadium shot peening kin ferbetterje oerflak rûchheid, maksimale compressive residuele stress, en oerflak compressive residuele stress omdat de twadde shot peening wurdt útfierd nei de earste shot peening12,13,14.
Op fig.15 toant in analytysk model fan it sjitterijproses.In elastysk-plestik model waard makke wêryn 25 shotballs waarden fallen yn it doellokale gebiet fan 'e OT-line foar sjitten.Yn de shot blasting analyse model, oerflak mankeminten fan de OT tried misfoarme tidens kâlde winding waarden brûkt as earste mankeminten.Fuortsmite fan oerbleaune spanningen dy't fuortkomme út it kâld rôljen proses troch tempering foar it skot blasting proses.De folgjende eigenskippen fan de skot bol waarden brûkt: tichtheid (ρ): 7800 kg / m3, elastic modulus (E) - 210 GPa, Poisson syn ratio (υ): 0,3.De wriuwingskoëffisjint tusken de bal en it materiaal is ynsteld op 0,1.Shots mei in diameter fan 0,6 en 0,3 mm waarden útstutsen mei deselde snelheid fan 30 m / s yn de earste en twadde smeed passaazjes.Nei it sjitterijproses (ûnder oare produksjeprosessen werjûn yn figuer 13), rûnen de djipte, breedte en lingte fan oerflakdefekten binnen de maitiid fan -6,79 oant 0,28 µm, -4,24 oant 1,22 µm, en -2,59 oant 1,69 µm, respektivelik µm.Troch de plastyske deformaasje fan it projektyl ​​dy't loodrecht op it oerflak fan it materiaal útstutsen wurdt, nimt de djipte fan it defekt ôf, benammen de breedte fan it defekt wurdt gâns fermindere.Nei alle gedachten is it defekt sletten troch plastyske ferfoarming dy't feroarsake waard troch sjitterij.
Tidens de waarmte krimp proses, de effekten fan kâlde krimp en lege temperatuer annealing kin hannelje op de motor fentyl maitiid tagelyk.In kâlde ynstelling maksimalisearret it spanningsnivo fan 'e maitiid troch it te komprimearjen nei syn heechst mooglike nivo by keamertemperatuer.Yn dit gefal, as de motor fentyl maitiid wurdt laden boppe de opbringst sterkte fan it materiaal, de motor fentyl spring plastysk ferfoarme, it fergrutsjen fan de opbringst sterkte.Nei plastic deformation, de fentyl maitiid flexes, mar de ferhege opbringst sterkte jout de elastisiteit fan 'e fentyl maitiid yn' e eigentlike wurking.Lege temperatuer annealing ferbettert waarmte en ferfoarming ferset fan fentyl springs wurkje by hege temperatueren2.
Oerflak mankeminten misfoarme tidens skot blasting yn FE analyze en de oerbleaune stress fjild mjitten mei X-ray diffraction (XRD) apparatuer waard tapast op sub-model 2 (figuer 8) foar in ôfliede de feroaring yn defekten tidens waarmte krimp.De maitiid waard ûntworpen om te operearjen yn it elastyske berik en waard komprimearre fan syn frije hichte fan 50,5 mm nei har fêste hichte fan 21,8 mm en mocht dan weromgean nei syn oarspronklike hichte fan 50,5 mm as analysebetingst.Tidens waarmtekrimp feroaret de mjitkunde fan it defekt net folle.Blykber ûnderdrukt de oerbleaune kompresjespanning fan 800 MPa en boppe, makke troch sjitterij, de ferfoarming fan oerflakdefekten.Nei waarmtekrimp (fig. 13) farieare de djipte, breedte en lingte fan oerflakdefekten fan respektivelik -0,13 oant 0,08 µm, fan -0,75 oant 0 µm en fan 0,01 oant 2,4 µm.
Op fig.16 fergeliket deformaasjes fan U-foarmige en V-foarmige defekten fan deselde djipte (40 µm), breedte (22 µm) en lingte (600 µm).De feroaring yn breedte fan U-foarmige en V-foarmige mankeminten is grutter as de feroaring yn lingte, dat wurdt feroarsake troch it sluten yn 'e breedte rjochting tidens de kâlde rôljende en skot blasting proses.Yn ferliking mei U-foarmige mankeminten foarme V-foarmige mankeminten op in relatyf gruttere djipte en mei steiler hellingen, wat suggerearret dat in konservative oanpak kin wurde nommen by it tapassen fan V-foarmige mankeminten.
Dizze seksje besprekt de deformaasje fan it earste defekt yn 'e OT-line foar elk fabrikaazjeproses fan' e fentylspring.It inisjele OT-draaddefekt wurdt tapast oan 'e binnenkant fan' e fentylfear wêr't mislearring wurdt ferwachte fanwegen de hege spanningen by wurking fan 'e maitiid.De transversale V-foarmige oerflakdefekten fan 'e OT-draden binne wat tanommen yn djipte en lingte en binne skerp yn' e breedte fermindere troch bûgen by kâlde winding.Ofsluting yn 'e breedte rjochting fynt plak by shot peening mei in bytsje of gjin merkber defect deformation tidens de lêste waarmte ynstelling.Yn it proses fan kâld rôljen en sjitten is d'r in grutte ferfoarming yn 'e breedterjochting troch plastyske deformaasje.De V-foarmige defekt binnen de fentyl maitiid wurdt omfoarme ta in T-foarmige defekt fanwege breedte sluting tidens de kâlde rôljende proses.