金属孔结构的冷挤压强化摩擦系数测试方法技术

本发明专利技术公开了一种金属孔结构的冷挤压强化摩擦系数测试方法，该方法包括利用拉美公式建立金属孔结构的径向压应力关于强化量的数学模型，结合金属孔结构冷挤压强化过程的结构和强化特征，建立基于库伦摩擦原理的强化阻力理论模型，最后通过强化阻力测量装置测量强化阻力‑位移曲线，分析曲线特征并对曲线线性摩擦阻力阶段进行线性拟合，将拟合参数代入理论摩擦阻力模型计算得到芯棒与挤压孔壁的摩擦系数。本发明专利技术实现了金属孔结构冷挤压过程中芯棒和挤压孔壁的摩擦系数有效测试，为冷挤压强化技术的研究和工程应用提供关键参数，并且具有计算效率高、准确度高、成本低，工程应用性强等优点。

Test method of friction coefficient of metal hole structure by cold extrusion

【技术实现步骤摘要】
金属孔结构的冷挤压强化摩擦系数测试方法
本专利技术属于测试领域，特别涉及金属孔结构的冷挤压强化过程中芯棒与连接孔壁间的摩擦系数测试方式。
技术介绍
冷挤压强化是目前实现金属孔结构疲劳增寿的主要手段，可显著提高孔结构疲劳寿命，具有不改变材料及结构设计、不增重、成本低、强化效果明显、应用孔径范围广等优势，已广泛应用于飞机机身和机翼中关键承力构件连接孔的疲劳强化。冷挤压强化过程中，挤压芯棒与连接孔过盈配合，芯棒与连接孔产生明显的强化阻力，强化阻力对强化拉力、孔壁轴向应力分布、孔口材料挤出量等具有重要影响，直接影响孔的冷挤压疲劳强化效果。强化阻力对挤压芯棒与连接孔壁的摩擦系数十分敏感，即使摩擦系数的小幅度改变也将引起强化阻力的明显变化。目前，为了降低成本、提高效率，孔的冷挤压强化过程的有限元建模研究十分普遍。对于冷挤压强化过程的建模研究，挤压芯棒和连接孔壁间的摩擦系数是关键输入参数，摩擦系数的准确度直接决定了研究结果的可靠性。因此，准确测量挤压芯棒和连接孔壁间的摩擦系数，对于冷挤压孔强化的模拟研究及工程应用至关重要。一般情况下，摩擦系数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属孔结构的冷挤压强化摩擦系数测试方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、根据各向同性金属材料孔结构冷挤压强化过程，利用拉美公式建立挤压孔的径向压应力与强化量的关系模型；/nS2、根据金属孔结构冷挤压强化过程中金属孔的结构特征和强化特征，建立基于库伦摩擦原理的强化阻力模型；/nS3、利用强化阻力测量装置获取冷挤压过程的强化阻力-位移曲线，并对线性摩擦阻力阶段进行线性拟合，得到曲线拟合的斜率参数和常数参数；/nS4、根据强化阻力理论模型，计算金属孔结构冷挤压强化过程中挤压孔壁与芯棒接触面摩擦系数。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属孔结构的冷挤压强化摩擦系数测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据各向同性金属材料孔结构冷挤压强化过程，利用拉美公式建立挤压孔的径向压应力与强化量的关系模型；
S2、根据金属孔结构冷挤压强化过程中金属孔的结构特征和强化特征，建立基于库伦摩擦原理的强化阻力模型；
S3、利用强化阻力测量装置获取冷挤压过程的强化阻力-位移曲线，并对线性摩擦阻力阶段进行线性拟合，得到曲线拟合的斜率参数和常数参数；
S4、根据强化阻力理论模型，计算金属孔结构冷挤压强化过程中挤压孔壁与芯棒接触面摩擦系数。


2.如权利要求1所述的金属孔结构的冷挤压强化摩擦系数测试方法，其特征在于，所述步骤S1中挤压孔的径向压应力与强化量的关系模型具体为：



其中，σr为挤压孔的径向压应力，EB、EP分别为芯棒和金属结构的弹性模量，vB、νP分别为芯棒和金属结构的泊松比，I为相对强化量，D为芯棒挤压头最大直径，d为待强化结构孔直径。


3.如权利要求2所述的金属孔结构的冷挤压强化摩擦系数测试方法，其特征在于，所述步骤S2中基于库伦摩擦原理的强化阻力模型具体为：



其中，FZ为强化阻力，μ为芯棒与挤压孔壁的摩擦系...

【专利技术属性】
技术研发人员：左杨杰，曹增强，曹跃杰，杨宝惠，张岐良，钟山，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51