[发明专利]结构热处理-硬度分布的定量匹配设计方法

摘要

针对现有的按照整体强度观点进行的结构硬度设计过程中硬度失配现象，本发明提出了结构热处理‑硬度分布的定量匹配设计方法。具体方法为根据结构危险截面的极限静应力分布，确定结构危险截面的理想静强度场分布；利用强度‑硬度转换关系，确定结构危险截面的理想硬度分布；结合材料和热处理方式，确定表面硬度、芯部硬度等热处理要求；根据材料端淬曲线和热处理要求，确定结构危险截面的实际硬度分布。

主权项

1.一种结构热处理‑硬度分布的定量匹配设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、确定拟进行热处理‑硬度分布的定量匹配设计的结构在使用过程中可能出现的最危险的极限静载荷，在该极限静载荷下获得结构危险截面处的最高静应力及静应力梯度方向应力分布；步骤2、根据步骤1得到的最高静应力及静应力梯度方向分布，确定结构的理想静强度场分布，结构危险截面上的任一点的静强度都大于该点的应力，按照应力‑强度干涉理论，机械结构和零部件危险截面任一点的理想强度设计为该点的疲劳应力幅值乘以安全系数；步骤3、根据黑色或有色金属的强度—硬度对应转换关系或试验得到的强度—硬度对应关系，把结构危险截面的理想静强度分布转化为结构危险截面的理想硬度分布；步骤4、以结构危险截面的理想硬度分布为目标，匹配结构的材料和热处理方式，调整淬硬层深度，使得结构的实际表面硬度、实际次表面硬度、实际芯部硬度都大于等于相应点的理想目标硬度；步骤5、根据结构的热处理表面硬度芯部硬度要求，结合材料的端淬最低和最高硬度沿深度分布曲线，通过确定淬硬层深度确保全场实际硬度大于等于理想硬度，最终得到结构危险截面的实际硬度分布。