管線鋼畢業(yè)設(shè)計文獻綜述-wenkub.com
2025-06-03 02:05 本頁面
【正文】 數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果 一致 ，進一步證明 有限元數(shù)值模擬 能夠有效的分析 USRP 對管線鋼 殘余應(yīng)力 的影響 。 W. Bouzid Sa168。 天津大學王東坡等人使用有限元軟件 ABAQUS 建立了一個 三維有限元模型（ FEM）來模擬 40Cr 的 USRP 處理過程 ，并 分 析了表面塑性變形、應(yīng)力和應(yīng)變的模擬結(jié)果以評估納米化表面層的形成 [14]。 通過 有限元數(shù)值模擬解決工程實際問題 可以 極大的 節(jié)約 設(shè)計成本，減少 設(shè)計和分析的循環(huán)周期，模擬實驗過程并分析實驗結(jié)果， 同時還能 在 產(chǎn)品制造前提 前發(fā)現(xiàn)潛在的問題 ，增加產(chǎn)品和工程的可靠性 [12]。 各 單元方程“組集”在一起后 可以 形成總體代數(shù)方程組，計入邊界條件后即可求解方程組 ?，F(xiàn)有的數(shù) 值模擬方法主要包括有限單元法、有限差分法和有限體積法， 其中 應(yīng)用最為廣泛的 還是有限元法 [13]。 2 超聲表面滾壓加工工藝參數(shù) 綜合考慮試件的材質(zhì)、加工質(zhì)量要求以及加工效率等因素選擇相應(yīng)的工藝參數(shù)情況如下： 1) 機床主軸轉(zhuǎn)速，一般 在 100～ 600r/min 的范圍內(nèi)； 2) 工作頭進 給量，一般 在 ～ 50mm/min 的范圍內(nèi)； 3) 施加靜壓力，一般 在 10～ 1000N 的范圍內(nèi)； 4) 加工往返次數(shù)，一般 1～ 12 次； 5) 工作頭輸出端振幅，一般在 5~25 微米的范圍內(nèi)； 6) 加工系統(tǒng)輸出振動頻率， 一般為 20KHz 中 國石油大學（華東）本科 學位論文開題報告 及 文獻總結(jié) 7 7) 工作頭硬質(zhì)合金球直徑 ， 一般在 2~30mm 的范圍內(nèi)； 8) 工作頭硬質(zhì)合金球表面粗糙度 ，一般 ~ m； 9) 加工過程使用冷卻液冷卻和潤滑 六、 殘余應(yīng)力 有限元 數(shù)值模擬 有限元 數(shù)值 模擬概況 工程實際問題由于其幾何形狀復(fù)雜或存在非線 性情況，不能通過解析法求得準確結(jié)果 。 與其他 表面強烈塑性變形方法（ S2PD）相比具有高效、加工表面質(zhì)量高、成本低等優(yōu)點， 在一定程度上能夠代替磨削加工工藝。且 表面納米化材料的組織沿深度 方向呈梯度變化， 納米層與非納米層之間沒有明顯的邊界，不易發(fā)生剝離 。 中 國石油大學（華東）本科 學位論文開題報告 及 文獻總結(jié) 6 超聲表面滾壓加工技術(shù)概述 現(xiàn)有的材料表面改性技術(shù) 種類繁多， 主要依靠三種途徑：表面強烈塑性變形 （ S2PD） 、表面熱處理和高束能表面處理。 目前 的 發(fā)展方向方面要是超聲振動切削機理研究（對超聲振動 切削過程的數(shù)學描述和數(shù)學建模是我國超聲振動技術(shù)研究的重要內(nèi)容）、相關(guān)高效實 用設(shè)備的開發(fā)研制、旋轉(zhuǎn)超生加工、超聲復(fù)合加工技術(shù)、微細超聲加工和 生物纖維切割技術(shù)等 [8]。 超聲加工 技術(shù)具有 高精度、 切削力小、加工過程產(chǎn)熱量低和 工件表面 質(zhì)量高 等特點。 四、 超生加工技術(shù)研究現(xiàn)狀 隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了各種 硬質(zhì)合金、陶瓷、復(fù)合材料等 新型材料 。 殘余應(yīng)力對應(yīng)力腐蝕開裂的影響 應(yīng)力腐蝕開裂 （ SCC）產(chǎn)生的必要條件之一 是工件中存在殘余拉應(yīng)力， 試件在腐蝕介質(zhì)中拉伸后的應(yīng)力壽命曲線表明，拉應(yīng)力越大越易于發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。但也有研究表明承受軸向載荷條件下，材料表面也會產(chǎn)生疲勞裂紋。在低周疲勞強度下的殘余應(yīng)力會大幅松弛，因此不會對材料疲勞強度產(chǎn)生很大影響。 管道表面的溫度 對于 高 pHSCC 裂紋擴展 影響較大， 而 近中性 pHSCC 對溫度 敏感度較小 [5]。 近中性 pHSCC 主要在聚乙烯帶涂層下發(fā)現(xiàn) ，但 迄今還沒有在熔融結(jié)合環(huán)氧涂層和擠壓聚乙烯涂層下發(fā)現(xiàn) 。研究表明，應(yīng)變速率會隨著時間的增加而降低 。 不同地區(qū) 的應(yīng)力波動情況差異較大 。 管線鋼中的應(yīng)力 種類 按方向 可分為 軸向應(yīng)力和徑向應(yīng)力。晶界碳化物偏析 使 得 晶界成分與晶內(nèi)成分 差異 增大，晶界區(qū)電位低 ， 晶粒內(nèi)部則作為陽極 ， 導(dǎo)致 強烈的沿晶腐蝕。氫原子聚集在金屬晶粒的周圍 ， 形成氣泡 ， 使得金屬內(nèi)部壓力不斷增大，導(dǎo)致 晶體間的鍵斷裂。 應(yīng)力腐蝕開裂形成機理一般認為是陽極溶解和 氫脆 。其中常用鋼種為X65 鋼級壁
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