Komponen kimia tabung kumparan baja tahan karat 310, Efek Cacat Permukaan ing Kawat Baja Atos Minyak ing Urip Kelelahan Katup Springs ing Mesin Otomotif

Matur nuwun kanggo ngunjungi Nature.com.Sampeyan nggunakake versi browser kanthi dhukungan CSS winates.Kanggo pengalaman paling apik, disaranake sampeyan nggunakake browser sing dianyari (utawa mateni Mode Kompatibilitas ing Internet Explorer).Kajaba iku, kanggo njamin dhukungan sing terus-terusan, kita nuduhake situs kasebut tanpa gaya lan JavaScript.
Slider nuduhake telung artikel saben slide.Gunakake tombol mburi lan sabanjuré kanggo mindhah liwat minger, utawa tombol controller geser ing mburi kanggo mindhah liwat saben geser.

Stainless steel 310 coiled tubes/coiled tubingKomposisi kimialan komposisi

Tabel ing ngisor iki nuduhake komposisi kimia baja tahan karat kelas 310S.

10*1mm 9.25*1.24mm 310 Stainless steel kapiler coiled tabung pemasok

Sifat Fisik

Sifat fisik baja tahan karat kelas 310S ditampilake ing tabel ing ngisor iki.

Sifat Mekanik

Tabel ing ngisor iki negesake sifat mekanik baja tahan karat kelas 310S.

Sifat termal

Sifat termal baja tahan karat kelas 310S diwenehi ing tabel ing ngisor iki.

Jeneng Liyane

Sebutan liyane sing padha karo baja tahan karat 310S kadhaptar ing tabel ing ngisor iki.

Tujuan saka panliten iki yaiku kanggo ngevaluasi umur kelelahan pegas katup mesin mobil nalika nglebokake microdefects menyang kawat hardened lenga kelas 2300 MPa (kabel OT) kanthi ambane cacat kritis diameteripun 2,5 mm.Kaping pisanan, deformasi cacat permukaan kawat OT nalika nggawe spring katup dipikolehi kanthi analisis unsur terhingga kanthi nggunakake metode subsimulasi, lan stres residual saka spring rampung diukur lan ditrapake ing model analisis stres spring.Kapindho, nganalisa kekuatan spring tutup, mriksa kaku residual, lan mbandhingaké tingkat kaku Applied karo imperfections lumahing.Katelu, efek microdefects ing urip lemes saka spring iki dievaluasi dening nglamar kaku ing cacat lumahing dijupuk saka analisis kekuatan spring kanggo kurva SN dijupuk saka test lemes lentur sak rotasi kabel OT.Kedalaman cacat 40 µm minangka standar saiki kanggo ngatur cacat permukaan tanpa kompromi umur kesel.
Industri otomotif nduwe panjaluk sing kuat kanggo komponen otomotif sing entheng kanggo nambah efisiensi bahan bakar kendaraan.Mangkono, panggunaan baja kekuatan dhuwur maju (AHSS) saya tambah akeh ing taun-taun pungkasan.Springs katup mesin otomotif utamane kalebu kabel baja tahan panas, tahan aus lan ora kendur (kabel OT).
Amarga kekuatan tarik sing dhuwur (1900-2100 MPa), kabel OT sing saiki digunakake bisa nyuda ukuran lan massa spring katup mesin, nambah efisiensi bahan bakar kanthi nyuda gesekan karo bagean sekitar1.Amarga kaluwihan kasebut, panggunaan rod kabel voltase dhuwur kanthi cepet nambah, lan rod kabel ultra-kekuatan kelas 2300MPa katon siji-sijine.Sumber katup ing mesin otomotif mbutuhake umur layanan sing dawa amarga bisa digunakake ing beban siklik sing dhuwur.Kanggo nyukupi syarat iki, pabrikan biasane nganggep urip kesel luwih saka 5.5 × 107 siklus nalika ngrancang springs katup lan ngetrapake tekanan residual menyang permukaan spring tutup liwat proses peening lan nyusut panas kanggo nambah umur kesel2.
Ana sawetara studi babagan urip kesel saka sumber heliks ing kendaraan ing kondisi operasi normal.Gzal et al.Analisa analitik, eksperimen lan unsur winates (FE) saka sumber heliks elips kanthi sudut heliks cilik ing beban statis ditampilake.Panliten iki menehi ekspresi eksplisit lan prasaja kanggo lokasi tegangan geser maksimum versus rasio aspek lan indeks kekakuan, lan uga menehi wawasan analitis babagan tegangan geser maksimum, parameter kritis ing desain praktis3.Pastorcic et al.Asil analisis saka karusakan lan lemes spring helical dibusak saka mobil pribadi sawise Gagal ing operasi diterangake.Nggunakake metode eksperimen, spring sing rusak diteliti lan asil kasebut nuduhake yen iki minangka conto kegagalan karat korosi4.bolongan, etc. Sawetara model urip spring regresi linear wis dikembangaké kanggo ngira-ngira urip lemes saka sumber helical otomotif.Putra lan liya-liyane.Amarga unevenness saka lumahing dalan, urip layanan saka spring helical saka mobil ditemtokake.Nanging, riset cilik wis ditindakake babagan cacat permukaan sing kedadeyan sajrone proses manufaktur mengaruhi umur spring coil otomotif.
Cacat lumahing sing kedadeyan sajrone proses manufaktur bisa nyebabake konsentrasi stres lokal ing sumber katup, sing bisa nyuda urip kesel.Cacat lumahing sumber katup disebabake macem-macem faktor, kayata cacat lumahing bahan mentah sing digunakake, cacat ing piranti, penanganan kasar nalika rolling kadhemen7.Cacat lumahing saka bahan mentahan sing steeply V-shaped amarga rolling panas lan multi-pass drawing, nalika cacat disebabake alat mbentuk lan ceroboh nangani U-shaped karo slopes alus8,9,10,11.Cacat sing bentuke V nyebabake konsentrasi stres sing luwih dhuwur tinimbang cacat sing bentuke U, saengga kritéria manajemen cacat sing ketat biasane ditrapake kanggo bahan wiwitan.
Standar manajemen cacat lumahing saiki kanggo kabel OT kalebu ASTM A877/A877M-10, DIN EN 10270-2, JIS G 3561, lan KS D 3580. DIN EN 10270-2 nemtokake manawa ambane cacat lumahing ing diameter kabel 0,5– 10 mm kurang saka 0,5-1% saka diameter kabel.Kajaba iku, JIS G 3561 lan KS D 3580 mbutuhake ambane cacat lumahing ing rod kabel karo diameteripun saka 0,5-8 mm kurang saka 0,5% saka diameteripun kabel.Ing ASTM A877 / A877M-10, pabrikan lan panuku kudu setuju babagan ambane cacat permukaan sing diidini.Kanggo ngukur ambane cacat ing lumahing kabel, kabel biasane etched karo asam hidroklorat, lan ambane saka cacat diukur nggunakake mikrometer.Nanging, cara iki mung bisa ngukur cacat ing wilayah tartamtu lan ora ing kabeh permukaan produk pungkasan.Mulane, manufaktur nggunakake testing saiki eddy sak proses drawing kabel kanggo ngukur cacat lumahing ing terus diprodhuksi kabel;tes iki bisa ngukur ambane cacat lumahing mudhun kanggo 40 µm.Kawat baja kelas 2300MPa sing dikembangake nduweni kekuatan tarik sing luwih dhuwur lan elongasi sing luwih murah tinimbang kawat baja kelas 1900-2200MPa sing ana, saengga urip kesel spring tutup dianggep sensitif banget marang cacat permukaan.Mulane, perlu kanggo mriksa safety saka nglamar standar ana kanggo ngontrol ambane saka cacat lumahing kanggo kawat baja kelas 1900-2200 MPa kanggo kawat baja kelas 2300 MPa.
Tujuan saka panliten iki yaiku kanggo ngevaluasi umur kelelahan pegas katup mesin otomotif nalika ambane cacat minimal sing bisa diukur kanthi uji arus eddy (yaiku 40 µm) ditrapake ing kabel OT kelas 2300 MPa (diameter: 2,5 mm): cacat kritis ambane .Sumbangan lan metodologi panliten iki kaya ing ngisor iki.
Minangka cacat awal ing kabel OT, cacat V-shaped digunakake, kang akeh mengaruhi urip lemes, ing arah transversal relatif kanggo sumbu kabel.Coba rasio dimensi (α) lan dawa (β) saka cacat lumahing kanggo ndeleng efek saka ambane (h), jembaré (w), lan dawa (l).Cacat lumahing dumadi ing musim semi, ing ngendi kegagalan pisanan kedadeyan.
Kanggo prédhiksi deformasi cacat awal ing kabel OT sajrone nduwurke tumpukan kadhemen, pendekatan sub-simulasi digunakake, sing njupuk wektu analisis lan ukuran cacat permukaan, amarga cacat kasebut cilik banget dibandhingake karo kabel OT.model global.
Kaku compressive ampas ing spring sawise rong-tataran dijupuk peening wis diwilang dening cara unsur finite, asil padha dibandhingake karo pangukuran sawise dijupuk peening kanggo konfirmasi model analitis.Kajaba iku, tekanan residual ing sumber katup saka kabeh proses manufaktur diukur lan ditrapake kanggo analisis kekuatan spring.
Tekanan ing cacat lumahing diprediksi kanthi nganalisa kekuatan musim semi, kanthi nganggep deformasi cacat sajrone rolling kadhemen lan stres kompresi residual ing musim semi rampung.
Tes kelelahan lentur rotasi ditindakake kanthi nggunakake kabel OT sing digawe saka bahan sing padha karo spring katup.Kanggo nggandhengake stres residual lan karakteristik kekasaran permukaan saka sumber katup sing digawe menyang garis OT, kurva SN dipikolehi kanthi muter tes kelelahan mlengkung sawise ngetrapake peening lan torsi tembakan rong tahap minangka proses pretreatment.
Asil analisis kekuatan spring diterapake ing persamaan Goodman lan kurva SN kanggo prédhiksi urip klep spring katup, lan efek saka ambane cacat lumahing ing urip lemes uga dievaluasi.
Ing panliten iki, kabel kelas OT 2300 MPa kanthi diameter 2,5 mm digunakake kanggo ngevaluasi umur kesel spring katup mesin otomotif.Kaping pisanan, tes tensile saka kabel ditindakake kanggo entuk model fraktur ductile.
Sifat mekanik kawat OT dipikolehi saka tes tensile sadurunge analisis unsur terhingga proses gulung kadhemen lan kekuatan spring.Kurva tegangan-regangan materi ditemtokake nggunakake asil tes tensile ing tingkat regangan 0,001 s-1, kaya sing dituduhake ing anjir.1. kabel SWONB-V digunakake, lan kekuatan ngasilaken sawijining, kekuatan tensile, modulus lentur lan rasio Poisson sing 2001.2MPa, 2316MPa, 206GPa lan 0.3 mungguh.Ketergantungan stres ing regangan aliran dipikolehi kaya ing ngisor iki:
Gabah.2 nggambarake proses fraktur ductile.Materi kasebut ngalami deformasi elastoplastik sajrone deformasi, lan materi kasebut sempit nalika kaku ing materi tekan kekuatan tarik.Sabanjure, nggawe, wutah lan asosiasi voids ing materi mimpin kanggo karusakan saka materi.
Model fraktur ductile nggunakake model deformasi kritis sing diowahi stres sing njupuk efek stres, lan fraktur post-necking nggunakake metode akumulasi karusakan.Ing kene, wiwitan karusakan dituduhake minangka fungsi regangan, triaksialitas stres, lan tingkat regangan.Triaxiality stres ditetepake minangka nilai rata-rata sing dipikolehi kanthi mbagi stres hidrostatik sing disebabake dening deformasi materi nganti pembentukan gulu kanthi stres efektif.Ing cara akumulasi karusakan, karusakan dumadi nalika nilai karusakan tekan 1, lan energi sing dibutuhake kanggo nggayuh nilai karusakan 1 ditetepake minangka energi karusakan (Gf).Energi fraktur cocog karo wilayah kurva pamindahan stres sing bener saka materi saka necking nganti wektu fraktur.
Ing kasus baja konvensional, gumantung saka mode stres, fraktur ductile, fraktur geser, utawa fraktur mode campuran dumadi amarga daktilitas lan fraktur geser, kaya sing dituduhake ing Gambar 3. Regangan fraktur lan triaksialitas stres nuduhake nilai sing beda kanggo pola fraktur.
Gagal plastik dumadi ing wilayah sing cocog karo triaksialitas stres luwih saka 1/3 (zona I), lan galur fraktur lan triaksialitas stres bisa disimpulake saka tes tarik ing spesimen kanthi cacat permukaan lan takik.Ing wilayah sing cocog karo triaxiality stres 0 ~ 1/3 (zona II), kombinasi fraktur ductile lan kegagalan geser dumadi (yaiku liwat tes torsi. Ing wilayah sing cocog karo triaxiality stres saka -1/3 nganti 0 (III), kegagalan geser sing disebabake kompresi, lan regangan patahan lan triaksial stres bisa dipikolehi kanthi uji coba.
Kanggo kabel OT sing digunakake kanggo nggawe spring katup mesin, perlu kanggo nganggep fraktur sing disebabake dening macem-macem kondisi loading sajrone proses manufaktur lan kondisi aplikasi.Mulane, tes tensile lan torsi ditindakake kanggo ngetrapake kriteria galur kegagalan, efek triaksialitas stres ing saben mode stres dianggep, lan analisis unsur terhingga elastoplastik ing galur gedhe ditindakake kanggo ngetung owah-owahan ing triaksialitas stres.Mode kompresi ora dianggep amarga watesan pangolahan sampel, yaiku diameter kabel OT mung 2,5 mm.Tabel 1 nyathet kahanan tes kanggo tensile lan torsi, uga triaxiality stress lan regangan fraktur, sing dipikolehi nggunakake analisis unsur terhingga.
Regangan patahan saka baja triaksial konvensional ing tekanan bisa diprediksi nggunakake persamaan ing ngisor iki.
ngendi C1: \({\ overline{{\ varepsilon}_{0}}}^{pl}\) clean cut (η = 0) lan C2: \({\ overline{{\varepsilon}_{0} } }^{pl}\) Tegangan uniaksial (η = η0 = 1/3).
Garis tren kanggo saben mode stres dipikolehi kanthi ngetrapake nilai regangan fraktur C1 lan C2 ing persamaan.(2);C1 lan C2 dipikolehi saka tes tensile lan torsi ing conto tanpa cacat permukaan.Figure 4 nuduhake triaxiality stress lan regangan fraktur dijupuk saka tes lan garis tren mbadek dening persamaan.(2) Garis tren sing dipikolehi saka tes lan hubungan antarane triaksialitas stres lan regangan fraktur nuduhake tren sing padha.Regangan fraktur lan triaksialitas stres kanggo saben mode stres, sing diduweni saka aplikasi garis tren, digunakake minangka kriteria kanggo fraktur ductile.
Energi break digunakake minangka properti materi kanggo nemtokake wektu kanggo break sawise necking lan bisa dijupuk saka tes tensile.Energi fraktur gumantung ing anané utawa ora ana retakan ing permukaan materi, amarga wektu patahan gumantung saka konsentrasi tekanan lokal.Tokoh 5a-c nuduhake energi fraktur saka conto tanpa cacat lumahing lan conto karo R0.4 utawa R0.8 notches saka tes tensile lan analisis unsur winates.Energi fraktur cocog karo area kurva pamindahan stres sing sejatine saka leher nganti wektu patah.
Energi patahan saka kabel OT kanthi cacat lumahing alus diprediksi kanthi nindakake tes tarik ing kabel OT kanthi ambane cacat luwih saka 40 µm, kaya sing dituduhake ing Fig. 5d.Sepuluh spesimen kanthi cacat digunakake ing tes tarik lan energi patahan rata-rata kira-kira 29,12 mJ/mm2.
Cacat lumahing standar ditetepake minangka rasio ambane saka cacat kanggo diameteripun saka kabel spring tutup, preduli saka geometri cacat lumahing saka kabel OT digunakake ing Pabrik tutup tutup otomotif.Cacat kabel OT bisa diklasifikasikake adhedhasar orientasi, geometri, lan dawa.Malah kanthi ambane cacat sing padha, tingkat stres sing tumindak ing cacat permukaan ing musim semi beda-beda gumantung saka geometri lan orientasi cacat, saengga geometri lan orientasi cacat bisa mengaruhi kekuatan lemes.Mulane, perlu kanggo njupuk menyang akun geometri lan orientasi saka cacat sing duwe impact paling gedhe ing gesang lemes saka spring kanggo aplikasi kritéria ketat kanggo ngatur cacat lumahing.Amarga struktur gandum alus saka kabel OT, urip lemes banget sensitif notching.Mulane, cacat sing nuduhake konsentrasi stres paling dhuwur miturut geometri lan orientasi cacat kudu ditetepake minangka cacat awal nggunakake analisis unsur terhingga.Ing anjir.6 nuduhake sumber daya klep otomotif kelas 2300 MPa sing digunakake ing panliten iki.
Cacat lumahing kabel OT dipérang dadi cacat internal lan cacat njaba miturut sumbu spring.Amarga mlengkung nalika rolling kadhemen, kaku compressive lan kaku tensile tumindak ing njero lan njaba spring, mungguh.Patah bisa disebabake cacat lumahing sing katon saka njaba amarga tekanan tarik nalika rolling kadhemen.
Ing praktik, musim semi ngalami kompresi lan istirahat berkala.Sajrone komprèsi spring, kabel baja twists, lan amarga konsentrasi saka nandheske, kaku geser nang spring luwih dhuwur tinimbang ing lingkungan geser stress7.Mulane, yen ana cacat lumahing ing spring, kemungkinan spring breaking paling gedhe.Mangkono, sisih njaba spring (lokasi ing ngendi gagal samesthine nalika Pabrik spring) lan sisih njero (ing ngendi kaku paling gedhe ing aplikasi nyata) disetel minangka lokasi saka cacat lumahing.
Geometri cacat lumahing garis OT dipérang dadi U-shape, V-shape, Y-shape, lan T-shape.Y-jinis lan T-jinis utamané ana ing cacat lumahing bahan mentahan, lan U-jinis lan V-jinis cacat dumadi amarga careless nangani alat ing proses rolling kadhemen.Babagan geometri cacat permukaan ing bahan mentah, cacat berbentuk U sing muncul saka deformasi plastik sing ora seragam sajrone rolling panas dideformasi dadi cacat jahitan berbentuk V, Y lan T ing multi-pass stretching8, 10.
Kajaba iku, cacat V-shaped, Y-shaped lan T-shaped karo inclinations tajem saka kedudukan ing lumahing bakal tundhuk konsentrasi kaku dhuwur sak operasi spring.Springs katup mlengkung nalika rolling kadhemen lan twist sajrone operasi.Konsentrasi stres cacat berbentuk V lan Y kanthi konsentrasi stres sing luwih dhuwur dibandhingake nggunakake analisis unsur terhingga, ABAQUS - piranti lunak analisis unsur terhingga komersial.Hubungan stres-regangan ditampilake ing Gambar 1 lan Persamaan 1. (1) Simulasi iki nggunakake unsur papat simpul persegi dowo (2D), lan dawa sisih unsur minimal 0,01 mm.Kanggo model analitis, cacat berbentuk V lan Y kanthi ambane 0,5 mm lan kemiringan cacat 2 ° ditrapake ing model 2D saka kabel kanthi diameter 2,5 mm lan dawane 7,5 mm.
Ing anjir.7a nuduhake konsentrasi stres mlengkung ing pucuk saben cacat nalika momen mlengkung 1500 Nmm ditrapake ing ujung saben kabel.Asil analisis nuduhake yen tegangan maksimum 1038,7 lan 1025,8 MPa dumadi ing pucuk cacat V-shaped lan Y-shaped, mungguh.Ing anjir.7b nuduhake konsentrasi stres ing ndhuwur saben cacat sing disebabake torsi.Nalika sisih kiwa diwatesi lan torsi 1500 N∙mm ditrapake ing sisih tengen, tekanan maksimum sing padha 1099 MPa dumadi ing pucuk cacat berbentuk V lan Y.Asil kasebut nuduhake yen cacat V-jinis nuduhake kaku mlengkung luwih saka cacat Y-jinis nalika padha duwe ambane padha lan slope saka cacat, nanging padha ngalami kaku torsional padha.Mulane, cacat lumahing V-shaped lan Y-shaped karo ambane padha lan slope saka cacat bisa dinormalisasi kanggo V-shaped gedhe-gedhe karo kaku maksimum sing luwih dhuwur disebabake konsentrasi kaku.Rasio ukuran cacat tipe V ditetepake minangka α = w/h kanthi nggunakake ambane (h) lan jembar (w) saka cacat tipe V lan tipe T;mangkono, T-jinis cacat (α ≈ 0) tinimbang, geometri bisa ditetepake dening struktur geometris saka V-jinis cacat.Mulane, cacat tipe Y lan tipe T bisa dinormalisasi kanthi cacat tipe V.Nggunakake ambane (h) lan dawa (l), rasio dawa ditetepake minangka β = l / h.
Minangka ditampilake ing Figure 811, arah cacat lumahing kabel OT dipérang dadi longitudinal, transversal lan oblique arah, minangka ditampilake ing Figure 811. Analysis saka pengaruh orientasi cacat lumahing ing kekuatan spring dening unsur winates. cara.
Ing anjir.9a nuduhake model analisis tekanan spring katup mesin.Minangka kondisi analisis, spring iki dikompres saka dhuwur free 50,5 mm kanggo dhuwur hard 21,8 mm, kaku maksimum 1086 MPa digawe nang spring, minangka ditampilake ing Gambar 9b.Wiwit Gagal saka spring katup engine nyata utamané dumadi ing spring, ngarsane cacat lumahing internal wis samesthine kanggo akeh mengaruhi gesang lemes spring.Mulane, cacat lumahing ing arah longitudinal, transversal lan oblique ditrapake ing njero spring katup engine nggunakake teknik sub-modeling.Tabel 2 nuduhake dimensi saka cacat lumahing lan kaku maksimum ing saben arah saka cacat ing komprèsi spring maksimum.Tekanan paling dhuwur diamati ing arah transversal, lan rasio tekanan ing arah longitudinal lan oblique menyang arah transversal ditaksir minangka 0.934-0.996.Rasio kaku bisa ditemtokake kanthi mung mbagi nilai kasebut kanthi tegangan transversal maksimum.Kaku maksimum ing spring ana ing ndhuwur saben cacat lumahing, minangka ditampilake ing Fig. 9s.Nilai stres sing diamati ing arah longitudinal, transversal, lan oblique yaiku 2045, 2085, lan 2049 MPa.Asil analisis kasebut nuduhake yen cacat lumahing transversal duweni pengaruh paling langsung marang umur kesel saka sumber katup mesin.
Cacat V-shaped, kang dianggep paling langsung mengaruhi gesang lemes saka spring katup engine, dipilih minangka cacat awal saka kabel OT, lan arah transverse dipilih minangka arah saka cacat.Cacat iki ora mung ana ing njaba, ing ngendi spring katup mesin pecah nalika pabrik, nanging uga ing njero, ing ngendi stres paling gedhe dumadi amarga konsentrasi stres sajrone operasi.ambane cacat maksimum disetel kanggo 40 μm, kang bisa dideteksi dening deteksi cacat saiki eddy, lan ambane minimal disetel kanggo ambane cocog kanggo 0,1% saka diameteripun kabel 2,5 mm.Mulane, ambane cacat yaiku saka 2,5 nganti 40 µm.Ambane, dawa, lan jembaré cacat kanthi rasio dawa 0.1 ~ 1 lan rasio dawa 5 ~ 15 digunakake minangka variabel, lan efeke ing kekuatan lemes spring dievaluasi.Tabel 3 nampilake kahanan analitis sing ditemtokake nggunakake metodologi permukaan respon.
Springs katup mesin otomotif diprodhuksi dening nduwurke tumpukan kadhemen, tempering, shot blasting lan setelan panas saka kabel OT.Owah-owahan ing cacat lumahing sak produksi spring kudu dijupuk menyang akun kanggo ngira-ngira efek saka cacat lumahing awal ing kabel OT ing gesang lemes saka spring katup engine.Mulane, ing bagean iki, analisis unsur winates digunakake kanggo prédhiksi deformasi cacat lumahing kabel OT sak Pabrik saben spring.
Ing anjir.10 nuduhake proses nduwurke tumpukan kadhemen.Sajrone proses iki, kabel OT diwenehake menyang pandhuan kawat dening roller feed.Pandhuan kabel feed lan ndhukung kabel kanggo nyegah mlengkung sak proses mbentuk.Kawat liwat guide kabel mbengkongaken dening rod pisanan lan kaloro kanggo mbentuk spring coil karo diameteripun njero dikarepake.Spring pitch diprodhuksi kanthi ngobahake alat stepping sawise siji revolusi.
Ing anjir.11a nuduhake model unsur winates digunakake kanggo ngira-ngira owah-owahan ing géomètri cacat lumahing sak rolling kadhemen.Pembentukan kabel utamane rampung dening pin nduwurke tumpukan.Wiwit lapisan oksida ing permukaan kawat tumindak minangka pelumas, efek gesekan saka roller feed bisa diabaikan.Mulane, ing model pitungan, roller feed lan guide kabel disederhanakake minangka bushing.Koefisien gesekan antara kawat OT lan alat pembentuk disetel dadi 0,05.Bidang awak kaku 2D lan kondisi fiksasi ditrapake ing sisih kiwa garis supaya bisa dipangan ing arah X kanthi kacepetan sing padha karo roller feed (0,6 m / s).Ing anjir.11b nuduhake cara sub-simulasi sing digunakake kanggo aplikasi cacat cilik kanggo kabel.Kanggo nyathet ukuran cacat permukaan, submodel ditrapake kaping pindho kanggo cacat permukaan kanthi ambane 20 µm utawa luwih lan kaping telu kanggo cacat permukaan kanthi ambane kurang saka 20 µm.Cacat lumahing ditrapake ing wilayah sing dibentuk kanthi langkah sing padha.Ing model sakabèhé musim semi, dawa potongan kawat lurus yaiku 100 mm.Kanggo submodel pisanan, gunakake submodel 1 kanthi dawane 3mm menyang posisi longitudinal 75mm saka model global.Simulasi iki nggunakake unsur wolung simpul heksagonal telung dimensi (3D).Ing model global lan submodel 1, dawa sisih minimal saben unsur yaiku 0,5 lan 0,2 mm.Sawise analisis sub-model 1, cacat lumahing ditrapake kanggo sub-model 2, lan dawa lan jembaré sub-model 2 punika 3 kaping dawa saka cacat lumahing kanggo ngilangke pengaruh kondisi wates sub-model, ing Kajaba iku, 50% saka dawa lan jembaré digunakake minangka ambane saka sub-model.Ing submodel 2, dawa sisih minimal saben unsur yaiku 0,005 mm.Cacat lumahing tartamtu ditrapake kanggo analisis unsur winates kaya sing ditampilake ing Tabel 3.
Ing anjir.12 nuduhake distribusi kaku ing retak lumahing sawise karya kadhemen coil.Model umum lan submodel 1 nuduhake meh padha nandheske 1076 lan 1079 MPa ing panggonan sing padha, kang nandheske bener saka cara submodeling.Konsentrasi stres lokal dumadi ing pinggiran wates submodel.Ketoke, iki amarga kahanan wates submodel.Amarga konsentrasi stres, sub-model 2 kanthi cacat lumahing sing ditrapake nuduhake stres 2449 MPa ing pucuk cacat sajrone rolling kadhemen.Minangka ditampilake ing Tabel 3, cacat lumahing sing diidentifikasi kanthi cara lumahing respon ditrapake ing njero spring.Asil analisis unsur terhingga nuduhake yen ora ana 13 kasus cacat lumahing sing gagal.
Sajrone proses nduwurke tumpukan ing kabeh proses teknologi, ambane cacat lumahing ing spring tambah dening 0.1-2.62 µm (Fig. 13a), lan jembaré suda dening 1.8-35.79 µm (Fig. 13b), nalika dawa tambah dening 0.72 –34,47 µm (Gambar 13c).Wiwit cacat V-shaped transversal ditutup ing jembaré dening mlengkung sak proses rolling kadhemen, iku deformed menyang cacat V-shaped karo slope steeper saka cacat asli.
Ewah-ewahan bentuk ing ambane, jembaré lan dawa OT Wire lumahing cacat ing proses Manufaktur.
Aplikasi cacat lumahing kanggo njaba spring lan prédhiksi kamungkinan saka breakage sak rolling kadhemen nggunakake Finite Element Analysis.Ing kahanan kadhaptar ing Tabel.3, ora ana kemungkinan karusakan saka cacat ing lumahing njaba.Ing tembung liya, ora ana karusakan ing ambane cacat permukaan saka 2,5 nganti 40 µm.
Kanggo prédhiksi cacat permukaan kritis, fraktur njaba nalika rolling kadhemen diselidiki kanthi nambah ambane cacat saka 40 µm dadi 5 µm.Ing anjir.14 nuduhake fraktur ing sadawane cacat lumahing.Fraktur dumadi ing kahanan jero (55 µm), jembaré (2 µm), lan dawa (733 µm).Ambane kritis saka cacat lumahing njaba spring dadi 55 μm.
Proses peening dijupuk nyuda wutah retak lan nambah urip kesel kanthi nggawe stres kompresi residual ing ambane tartamtu saka permukaan musim semi;Nanging, iku ngindhuksi konsentrasi kaku dening nambah roughness lumahing spring, mangkono ngurangi resistance lemes saka spring.Mulane, teknologi peening dijupuk secondary digunakake kanggo gawé sumber daya dhuwur kanggo ijol kanggo abang ing gesang lemes disebabake Tambah ing roughness lumahing disebabake peening dijupuk.Peening tembakan rong tahap bisa ningkatake kekasaran permukaan, tegangan sisa tekan maksimal, lan tegangan sisa kompresif permukaan amarga peening tembakan kaping pindho ditindakake sawise peening tembakan pertama12,13,14.
Ing anjir.15 nuduhake model analitis saka proses shot blasting.Model elastis-plastik digawe ing ngendi 25 shotballs diluncurake menyang area lokal target garis OT kanggo shot blasting.Ing model analisis shot blasting, cacat lumahing kabel OT deformed sak nduwurke tumpukan kadhemen digunakake minangka cacat awal.Ngilangi tegangan sisa sing muncul saka proses rolling kadhemen kanthi tempering sadurunge proses blasting dijupuk.Properti ing ngisor iki saka bola tembakan digunakake: Kapadhetan (ρ): 7800 kg / m3, modulus elastis (E) - 210 GPa, rasio Poisson (υ): 0,3.Koefisien gesekan antarane werni lan materi disetel kanggo 0,1.Tembakan kanthi diameter 0,6 lan 0,3 mm diluncurake kanthi kecepatan sing padha 30 m / s sajrone pass forging pisanan lan kaloro.Sawise proses shot blasting (antarane proses manufaktur liyane sing ditampilake ing Gambar 13), ambane, ambane, lan dawa cacat lumahing ing spring kisaran saka -6.79 kanggo 0.28 µm, -4.24 kanggo 1.22 µm, lan -2 .59 kanggo 1.69 µm, masing-masing µm.Amarga ewah-ewahan bentuk plastik saka projectile ejected jejeg lumahing materi, ambane saka cacat sudo, utamané, jembaré saka cacat wis suda.Ketoke, cacat ditutup amarga deformasi plastik sing disebabake dening shot peening.
Sajrone proses panas nyusut, efek saka shrinkage kadhemen lan annealing suhu kurang bisa tumindak ing spring katup engine ing wektu sing padha.A setelan kadhemen maximizes tingkat tension saka spring dening compressing kanggo tingkat paling bisa ing suhu kamar.Ing kasus iki, yen spring katup engine dimuat ndhuwur kekuatan ngasilaken saka materi, spring katup engine plastically deforms, nambah kekuatan ngasilaken.Sawise deformasi plastik, spring tutup flexes, nanging kekuatan ngasilaken tambah menehi kelenturan spring tutup ing operasi nyata.Anil suhu rendah nambah resistensi panas lan deformasi saka sumber katup sing operasi ing suhu dhuwur2.
Cacat lumahing deformed sak shot blasting ing analisis FE lan lapangan kaku ampas diukur karo X-ray difraksi (XRD) peralatan padha Applied kanggo sub-model 2 (Fig. 8) kanggo infer owah-owahan ing cacat sak shrinkage panas.Spring iki dirancang kanggo operate ing sawetara elastis lan dikompres saka dhuwur free 50,5 mm kanggo dhuwur tenan 21,8 mm lan banjur diijini kanggo bali menyang dhuwur asline 50,5 mm minangka kondisi analisis.Sajrone nyusut panas, geometri cacat ora owah.Ketoke, kaku compressive ampas saka 800 MPa lan ndhuwur, digawe dening shot blasting, suppresses deformasi saka cacat lumahing.Sawise nyusut panas (Gbr. 13), ambane, ambane, lan dawa cacat permukaan beda-beda saka -0,13 nganti 0,08 µm, saka -0,75 nganti 0 µm, lan saka 0,01 nganti 2,4 µm, masing-masing.
Ing anjir.16 mbandhingake deformasi saka cacat U-shaped lan V-shaped kanthi ambane padha (40 µm), jembaré (22 µm) lan dawa (600 µm).Owah-owahan ing jembaré U-shaped lan V-shaped cacat luwih gedhe tinimbang owah-owahan ing dawa, kang disebabake nutup ing arah jembaré sak rolling kadhemen lan dijupuk blasting proses.Dibandhingake karo cacat U-shaped, V-shaped cacat kawangun ing ambane relatif luwih lan karo slopes steeper, suggest sing pendekatan konservatif bisa dijupuk nalika nglamar cacat V-shaped.
Bagean iki mbahas deformasi cacat awal ing baris OT kanggo saben proses manufaktur spring katup.Cacat kabel OT dhisikan ditrapake ing njero spring katup sing bakal gagal amarga tekanan dhuwur sajrone operasi musim semi.Cacat lumahing V-shaped transversal saka kabel OT rada tambah ambane lan dawa lan sudo banget jembaré amarga mlengkung sak nduwurke tumpukan kadhemen.Nutup ing arah jembaré occurs sak dijupuk peening karo sethitik utawa ora deformasi cacat katon sak setelan panas pungkasan.Ing proses rolling kadhemen lan dijupuk peening, ana deformasi gedhe ing arah jembaré amarga deformasi plastik.Cacat V-shaped nang spring katup diowahi dadi cacat T-shaped amarga penutupan jembaré sak proses rolling kadhemen.