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        SiC顆粒對汽油機(jī)活塞頂面鍍層應(yīng)力影響的有限元分析

        2022-11-08 10:36:44孫偉張淑婷杜開平歐陽佩旋楊謹(jǐn)赫
        表面技術(shù) 2022年10期
        關(guān)鍵詞:界面有限元

        孫偉,張淑婷,杜開平,歐陽佩旋,楊謹(jǐn)赫

        SiC顆粒對汽油機(jī)活塞頂面鍍層應(yīng)力影響的有限元分析

        孫偉1,張淑婷1,杜開平2,歐陽佩旋1,楊謹(jǐn)赫1

        (1.北方工業(yè)大學(xué) 機(jī)械與材料工程學(xué)院,北京 100144;2.礦冶科技集團(tuán)有限公司,北京 100160)

        研究汽車發(fā)動機(jī)活塞頂面Ni基復(fù)合鍍層中SiC顆粒的含量和粒徑對活塞?鍍層界面熱應(yīng)力的影響規(guī)律。利用ABAQUS軟件和Python語言建立頂面帶有SiC顆粒增強(qiáng)Ni基復(fù)合電鍍涂層活塞的二維有限元模型,結(jié)合熱傳遞和熱彈性相關(guān)理論及活塞的實(shí)際服役工況,確定活塞的換熱邊界條件及其頂面所受的載荷,采用順序熱力耦合的有限元分析方法,系統(tǒng)地研究熱?機(jī)載荷共同作用下SiC顆粒含量和粒徑對涂層?活塞界面應(yīng)力的影響規(guī)律。有限元仿真結(jié)果表明,當(dāng)活塞頂面承受高溫、高壓時,SiC顆粒的含量是顯著影響涂層?基體界面等效應(yīng)力的因素之一,當(dāng)SiC顆粒的體積分?jǐn)?shù)為1%~15%時,涂層?活塞界面峰值等效應(yīng)力隨著顆粒含量的增加而增大,從437.08 MPa增大到472.98 MPa;SiC顆粒的粒徑是影響涂層?基體界面耦合熱應(yīng)力的次要因素,當(dāng)SiC顆粒的粒徑為0.3~1 μm時,涂層?活塞界面峰值等效應(yīng)力基本保持不變,約為437 MPa。綜合考慮活塞頂面復(fù)合電鍍涂層的性能需求,以及鍍層?活塞界面應(yīng)力與結(jié)合性能的關(guān)系,結(jié)合實(shí)際復(fù)合電鍍工藝,確定Ni?SiC復(fù)合鍍層中SiC顆粒的體積分?jǐn)?shù)以10%左右為宜,SiC顆粒的粒徑以0.4~0.8 μm為宜。

        活塞;Ni基復(fù)合鍍層;SiC顆粒;有限元分析;Python;界面應(yīng)力

        活塞作為汽車發(fā)動機(jī)內(nèi)的關(guān)鍵零部件,其頂面在工作過程中直接承受燃燒室高溫燃?xì)獾臒釠_擊,同時還承受燃?xì)鈮毫屯鶑?fù)運(yùn)動慣性力等機(jī)械載荷。在熱應(yīng)力和機(jī)械載荷的共同作用下,極易產(chǎn)生不均勻應(yīng)力導(dǎo)致活塞變形[1-3],甚至誘發(fā)疲勞破壞,導(dǎo)致失效[4-6]。隨著工業(yè)的快速發(fā)展,對活塞等零部件的性能要求越來越高。為了提高活塞的服役性能,延長其使用壽命,在活塞頂面制備涂層是一種行之有效的方法[7-9]?;钊慕Y(jié)構(gòu)較復(fù)雜,作為特異構(gòu)件,其表面涂層的均勻性是影響活塞使用壽命的關(guān)鍵。復(fù)合電鍍技術(shù)基于共沉積原理[10],通過在化學(xué)鍍液中加入第二相固體粒子,使其彌散分布于基質(zhì)金屬中,從而在基體表面形成一層特殊鍍層[11-12],該方法制備的涂層具有涂覆面積完整、均勻性好、精度高等優(yōu)點(diǎn),因此在表面工程領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用[13-17]。

        在各類復(fù)合電鍍涂層中,Ni–SiC鍍層[18-20]具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能,受到廣泛的關(guān)注,被認(rèn)為是保護(hù)活塞頂面的理想涂層材料。Ni–SiC復(fù)合鍍指使用電沉積或化學(xué)鍍的方法使金屬Ni與SiC顆粒共同沉積而獲得復(fù)合材料的工藝過程。Ni–SiC復(fù)合鍍層在硬度、耐磨、耐蝕等主要性能上與傳統(tǒng)的硬鉻鍍層相當(dāng)或更優(yōu),電鍍液中SiC的粒徑一般為60 nm~25 μm。在實(shí)際生產(chǎn)過程中,往往使用機(jī)械攪拌,避免SiC顆粒團(tuán)簇現(xiàn)象的發(fā)生,使鍍層更加致密、均勻。由于活塞結(jié)構(gòu)的特異性、傳熱的不均勻性,以及復(fù)合鍍層中Ni、SiC與活塞基體之間熱力學(xué)性能存在差異等,當(dāng)活塞頂面受到熱應(yīng)力和機(jī)械載荷的共同作用時,鍍層與活塞基體之間往往會產(chǎn)生大量的熱量,從而在涂層–活塞界面兩側(cè)形成較大的應(yīng)力梯度。涂層–活塞界面處的耦合應(yīng)力對涂層的質(zhì)量和服役狀態(tài)有著重要的影響[21],特別是SiC顆粒作為鍍層中的增強(qiáng)相,其顆粒特性(如含量、粒徑、分布情況等)直接影響涂層–基體的界面應(yīng)力,而針對該方面的研究鮮有報(bào)道,因此研究SiC顆粒特性對涂層–活塞界面應(yīng)力的影響對復(fù)合電鍍技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

        與其他方法相比,有限元數(shù)值模擬[22-23]可以直觀地顯示復(fù)合鍍層活塞的溫度和應(yīng)力分布情況,具有效率高、成本低和數(shù)據(jù)可靠等特點(diǎn),已在國內(nèi)外得到了廣泛的發(fā)展與應(yīng)用,特別是針對涂層–活塞界面處溫度和應(yīng)力的大小和分布情況,有限元分析提供了更加便利的途徑[24-26]。由此,文中基于活塞所服役的熱–機(jī)載荷工況,利用ABAQUS和Python語言建立具有不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的復(fù)合電鍍Ni–SiC涂層–活塞有限元模型,系統(tǒng)研究SiC顆粒含量和粒徑對涂層–活塞界面峰值等效應(yīng)力的影響規(guī)律,以期對活塞頂面復(fù)合電鍍涂層結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。

        1 有限元模擬

        1.1 有限元模型

        1.1.1 活塞模型

        基于ABAQUS/CAE平臺建立活塞的有限元幾何模型?;钊鈭A和內(nèi)圓的幾何尺寸分別為50 mm和38 mm,活塞裙部高度為26 mm,環(huán)槽直徑為4 mm,活塞頂面涂層厚度為10 μm?;钊膸缀纬叽缡疽鈭D如圖1所示。根據(jù)復(fù)合電鍍涂層的結(jié)構(gòu)可知,SiC顆粒彌散分布于金屬基體中,由于SiC顆粒的粒徑較小,三維活塞表面涂層范圍內(nèi)的顆粒數(shù)目龐大,因此文中選取活塞的二維截面建立模型。對活塞進(jìn)行了網(wǎng)格劃分,如圖2所示。由于仿真研究重點(diǎn)在于涂層–活塞界面的位置,因此對涂層區(qū)域進(jìn)行了加密網(wǎng)格處理,從活塞底面到頂面網(wǎng)格逐漸細(xì)化,共劃分了1 663個網(wǎng)格單元,網(wǎng)格單元類型分別采用DC2D4(熱傳遞)和CPS4R(平面應(yīng)力)。

        圖1 活塞幾何尺寸示意圖

        圖2 二維活塞網(wǎng)格劃分

        1.1.2 顆粒模型

        將活塞頂面涂層作為顆粒的生成位置,幾何范圍為6 mm×10 μm。為了提高計(jì)算效率,假設(shè)顆粒(圓)面積占涂層總面積的比值近似為顆粒的體積分?jǐn)?shù),且顆粒隨機(jī)分布于金屬基體中。經(jīng)計(jì)算,鍍層內(nèi)所需SiC顆粒數(shù)量在763~11 459內(nèi),仿真所需顆粒數(shù)目如表1所示。

        SiC以微納米級的顆粒形式存在,它在復(fù)合鍍層中的數(shù)目較多,且隨機(jī)分布于基體中。采用手動建模的方式存在效率低、難度大等問題,基于此,這里采用Python語言對ABAQUS軟件進(jìn)行二次開發(fā)[27-28],采用循環(huán)語句重復(fù)生成顆粒,從而快速建立多顆粒隨機(jī)分布于鍍層的有限元模型。Python腳本主要包括4個部分:多顆粒部件生成、顆粒裝配、隨機(jī)位置坐標(biāo)的獲取、隨機(jī)位置的平移等。Ni–SiC復(fù)合鍍層與活塞基體的局部有限元模型如圖3所示。

        圖3 Ni–SiC復(fù)合鍍層與活塞有限元模型示意圖

        1.2 材料屬性

        活塞基體材料為ZL104鋁合金,涂層為Ni與SiC組成的復(fù)合材料。其中,Ni基體和SiC顆粒按照不同的材料屬性分別進(jìn)行指派,再利用ABAQUS中的內(nèi)嵌約束實(shí)現(xiàn)Ni–SiC的復(fù)合。為了提高計(jì)算效率,假設(shè)活塞和涂層材料的彈性模量、密度、熱膨脹系數(shù)等參數(shù)不隨溫度發(fā)生變化。為了研究SiC顆粒含量和粒徑對涂層–活塞界面應(yīng)力及其分布的影響,文中將粒徑為1 μm、體積分?jǐn)?shù)為1%的SiC顆粒作為參照,采用控制變量法設(shè)計(jì)了不同的SiC顆粒含量(體積分?jǐn)?shù)為1%~15%)和顆粒粒徑(0.3~1 μm)。仿真所涉及的材料參數(shù)如表2[29-30]所示。

        1.3 熱–力邊界條件

        為了更真實(shí)地反映活塞在服役條件下的熱應(yīng)力分布,仿真過程采用順序熱力耦合分析方法,將活塞的穩(wěn)態(tài)溫度場作為已知條件,同時在其頂面施加一定的機(jī)械載荷,最終獲得活塞的耦合應(yīng)力場。在穩(wěn)定工況下,活塞的熱傳導(dǎo)可看作穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱,根據(jù)活塞各部位熱邊界條件的差異,可將活塞分為4個部分,如圖4所示。

        表1 復(fù)合鍍層內(nèi)SiC顆粒的數(shù)量

        Tab.1 Number of SiC particles in the composite electroplating coating

        表2 活塞及涂層的材料參數(shù)

        Tab.2 Material parameters of piston and coating

        圖4 活塞熱邊界分區(qū)

        根據(jù)第3類邊界條件,通過定義各面換熱系數(shù)和環(huán)境溫度來描述換熱行為,各區(qū)域換熱邊界條件如表3所示。在熱力分析過程中,取活塞實(shí)際工況中的最大燃?xì)鈮毫Γ?.14 MPa)[31]為此次仿真活塞頂面(涂層表面)單位面積受到的載荷,定義活塞運(yùn)動速度為10 m/s,并對活塞方向的轉(zhuǎn)角UR3進(jìn)行約束,活塞的仿真工況如圖5所示。

        表3 活塞不同區(qū)域的換熱邊界條件

        Tab.3 Boundary conditions of heat transfer in different regions of piston

        圖5 熱–機(jī)載荷工況示意圖

        2 結(jié)果與討論

        2.1 SiC顆粒含量的影響

        SiC顆粒的含量是復(fù)合電鍍涂層中第二相顆粒的重要特性之一。當(dāng)SiC顆粒的粒徑為1 μm、體積分?jǐn)?shù)為1%時,活塞的溫度分布云圖如圖6所示。從圖6可以看出,活塞頂部的溫度相對最高,從活塞頂面到底面溫度呈下降趨勢。這是由于在工作狀態(tài)下活塞頂部與高溫燃?xì)庵苯咏佑|,熱量從活塞頂面?zhèn)髦羶?nèi)腔和裙部,最后傳至活塞底面,因此活塞頂面涂層區(qū)域是整個零件工況最惡劣的部位。

        圖6 活塞溫度分布云圖

        沿涂層–活塞界面定義一條路徑,如圖7所示。圖8顯示了沿路徑上的溫度分布情況。從圖8可以看出,鍍層–活塞界面的峰值溫度約為248.17 ℃,活塞頂面距離內(nèi)腔點(diǎn)2.04 mm處的溫度最高,但與界面上其他點(diǎn)的溫度相差不大。仿真結(jié)果表明,當(dāng)SiC顆粒含量發(fā)生變化時,涂層–活塞界面的峰值溫度基本保持不變。這是由于活塞頂面為復(fù)合電鍍薄涂層,厚度僅為10 μm,當(dāng)活塞達(dá)到穩(wěn)態(tài)溫度場時,涂層對傳熱效果的影響十分有限,因此活塞頂面復(fù)合電鍍涂層主要起到高強(qiáng)耐磨的作用,應(yīng)重點(diǎn)研究其對應(yīng)力場的影響。

        圖7 鍍層–活塞界面路徑OA的創(chuàng)建

        以1 μm的SiC顆粒為研究對象,在SiC顆粒的體積分?jǐn)?shù)分別為1%、3%、10%、15%時活塞整體及涂層–活塞局部區(qū)域的Mises等效應(yīng)力分布云圖如圖9—10所示。從圖9可以看出,活塞頂面的等效應(yīng)力相對最大,且等效應(yīng)力從活塞頂面至底面逐漸降低,與溫度的變化趨勢一致。從整體來看,各個云圖之間的差異不大,即SiC顆粒含量對活塞的應(yīng)力場分布未產(chǎn)生明顯影響。粒徑為1 μm、體積分?jǐn)?shù)為1%的SiC顆粒在涂層–活塞界面上耦合應(yīng)力的分布情況如圖11所示。從圖10—11可以看出,沿路徑涂層–活塞界面的等效應(yīng)力呈先減小后增大的趨勢,涂層–活塞界面兩端的應(yīng)力相對最大。提取路徑上的峰值數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得到了涂層–活塞界面峰值應(yīng)力與SiC顆粒含量的關(guān)系曲線,如圖12所示。從圖12可以看出,當(dāng)復(fù)合鍍層中SiC顆粒的體積分?jǐn)?shù)從1%增加到15%時,涂層–活塞界面的峰值等效應(yīng)力逐漸增大,從437.08 MPa增至472.98 MPa,峰值應(yīng)力與SiC顆粒的含量近似為線性關(guān)系。

        活塞基體、Ni和SiC的熱膨脹系數(shù)分別為23×10–6、13.3×10–6和4×10–6,在熱負(fù)荷的作用下,鍍層–活塞界面因兩側(cè)材料的熱膨脹系數(shù)不匹配產(chǎn)生了熱失配應(yīng)力。由于活塞結(jié)構(gòu)的特異性,其界面邊緣棱角處的熱阻較大,鍍層–活塞界面往往在邊緣棱角處發(fā)生了應(yīng)力集中。隨著SiC顆粒含量的增加,界面兩側(cè)材料熱物性的差異越來越大,界面峰值應(yīng)力也隨之增加。

        圖8 沿OA路徑距活塞內(nèi)腔O點(diǎn)的距離與溫度的關(guān)系(SiC顆粒的粒徑為1 μm,體積分?jǐn)?shù)為1%)

        圖9 SiC顆粒的體積分?jǐn)?shù)不同時活塞的等效應(yīng)力分布云圖(頂面為涂層–活塞界面)

        圖10 SiC顆粒的體積分?jǐn)?shù)不同時活塞右上角的等效應(yīng)力分布云圖

        圖11 路徑OA距活塞內(nèi)腔距離與應(yīng)力的關(guān)系

        圖12 涂層–活塞界面峰值溫度和應(yīng)力與SiC顆粒含量的關(guān)系

        一方面,涂層–活塞界面的應(yīng)力分布會影響涂層與基體的結(jié)合狀態(tài),涂層–活塞界面峰值等效應(yīng)力越大,就越容易在界面萌生裂紋,從而導(dǎo)致涂層的剝落?;诖?,活塞頂面復(fù)合鍍層以選取較小的SiC顆粒含量為宜。另一方面,SiC含量過低會降低鍍層的強(qiáng)度與耐磨性[32],進(jìn)而導(dǎo)致對活塞的保護(hù)性不足。綜合考慮活塞頂面性能需求,依據(jù)鍍層–活塞界面峰值應(yīng)力與活塞結(jié)合狀態(tài)的關(guān)系,SiC顆粒的體積分?jǐn)?shù)選取10%左右為宜。

        2.2 SiC顆粒粒徑的影響

        以體積分?jǐn)?shù)為1%的SiC顆粒為研究對象,研究顆粒粒徑分別為0.3、0.6、0.8、1 μm時活塞整體及涂層–活塞局部區(qū)域的Mises等效應(yīng)力分布,云圖如圖13—14所示。從圖13可見,在熱–機(jī)載荷的共同作用下,從活塞頂面至底面其應(yīng)力逐漸降低,變化趨勢與2.1的結(jié)果一致。通過對比可以看出,各云圖應(yīng)力分布情況基本相同。

        基于圖7中定義的路徑,提取涂層–活塞界面路徑上的等效應(yīng)力數(shù)據(jù),得到涂層–活塞界面峰值應(yīng)力與SiC顆粒粒徑的關(guān)系,如圖15所示。從圖15可見,活塞在熱–機(jī)載荷的服役條件下,當(dāng)SiC顆粒粒徑為0.3~1 μm時,涂層–活塞界面處的峰值應(yīng)力基本保持不變。這表明與SiC顆粒的含量相比,SiC顆粒的粒徑是影響涂層–活塞界面峰值應(yīng)力的次要因素。

        有限元模擬結(jié)果表明,雖然SiC顆粒粒徑對涂層–活塞界面峰值應(yīng)力的影響十分有限,但在復(fù)合電鍍工藝中,當(dāng) SiC 顆粒粒徑過小時,其在電鍍液中的分散情況將會變差,容易發(fā)生團(tuán)聚。相關(guān)研究也表明[33],含微米級顆粒復(fù)合鍍層的磨損率較低,而含納米級顆粒復(fù)合鍍層的硬度和耐蝕性能較好。SiC顆粒的粒徑過大時會使其在鍍層中的沉積量減小,且過大的顆粒容易發(fā)生應(yīng)力集中,從而產(chǎn)生裂紋,導(dǎo)致涂層失效[34-36]。為了提高活塞的服役性能、延長涂層的使用壽命,綜合考慮活塞頂面Ni–SiC鍍層的性能需求及復(fù)合電鍍工藝,SiC顆粒的粒徑選取0.4~0.8 μm為宜。

        圖13 SiC顆粒粒徑不同時活塞的等效應(yīng)力分布云圖

        圖14 SiC顆粒粒徑不同時活塞右上角等效應(yīng)力分布云圖

        圖15 涂層–活塞界面峰值應(yīng)力與SiC顆粒粒徑的關(guān)系

        2.3 鍍層顯微硬度表征

        為了研究SiC顆粒特性與鍍層力學(xué)性能的關(guān)系,將汽車發(fā)動機(jī)用活塞的硬質(zhì)合金塊作為基體,在其表面制備Ni–P–SiC復(fù)合鍍層。在電沉積過程中,采用鎳板為陽極,采用活塞樣品切片為陰極,工藝參數(shù):硫酸鎳(NiSO4·6H2O)240 g/L、氯化鎳(NiCl2·6H2O)30 g/L、硼酸(H3BO3)40 g/L、次磷酸鈉(NaH2PO2·H2O)16 g/L、改性納米SiC顆粒1.2 g/L。采用IT6333A型直流電源進(jìn)行電沉積,電流密度為3~15 A/dm2,電鍍時間為1 h,同時采用恒溫磁力攪拌,以保證電沉積液的均勻性。

        利用Phenom XL型掃描電子顯微鏡及其配備的能譜儀(EDS)對鍍層的成分進(jìn)行分析,利用HXD–1000TMSC/LCD型數(shù)字式顯微硬度計(jì)測試鍍層表面的顯微硬度,載荷為1.96 N。Ni–P–SiC復(fù)合鍍層顯微硬度與電流密度的關(guān)系如圖16所示。測試結(jié)果表明,當(dāng)電流密度為3~15 A/dm2時,鍍層硬度隨著電流密度的增大呈先增大后減小的趨勢。當(dāng)電流密度為7 A/dm2時,鍍層中的SiC顆粒含量最高,其顯微硬度也達(dá)到最大值,為599.02 HV,可見鍍層的硬度隨著SiC顆粒含量的增大而增大。當(dāng)活塞頂面受到熱–機(jī)載荷共同作用時,鍍層硬度越大,在鍍層表面及鍍層–活塞界面產(chǎn)生的應(yīng)力也越大,硬度測試結(jié)果側(cè)面反映了仿真結(jié)果的可靠性。

        圖16 電流密度對鍍層顯微硬度的影響

        3 結(jié)論

        1)在熱–機(jī)載荷的模擬工況下,活塞頂面兩側(cè)邊緣處的Mises等效應(yīng)力最為集中,明顯高于其他區(qū)域,且等效應(yīng)力從活塞頂面至底面逐漸降低。隨著SiC顆粒含量和粒徑的變化,活塞的應(yīng)力分布趨勢不變,應(yīng)力場無明顯變化。

        2)SiC顆粒含量對涂層–活塞界面的應(yīng)力狀態(tài)有顯著影響。有限元模擬結(jié)果表明,當(dāng)SiC顆粒粒徑為1 μm、體積分?jǐn)?shù)為1%~15%時,涂層–活塞界面峰值等效應(yīng)力隨著顆粒含量的增加而增大,從437.08 MPa增大到472.98 MPa,增大了約8.21%。綜合考慮活塞頂面鍍層的性能需求,以及涂層–活塞界面應(yīng)力與結(jié)合性能的關(guān)系,確定SiC顆粒選取體積分?jǐn)?shù)10%左右為宜。

        3)SiC顆粒粒徑對涂層–活塞界面應(yīng)力的影響并不明顯。有限元模擬結(jié)果表明,當(dāng)SiC顆粒的體積分?jǐn)?shù)為1%、粒徑為0.3~1 μm時,涂層–活塞界面峰值等效應(yīng)力基本保持不變,約為437 MPa。綜合考慮活塞頂面Ni–SiC鍍層的性能需求及復(fù)合電鍍工藝,SiC顆粒粒徑選取0.4~0.8 μm為宜。

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        Finite Element Analysis of Effect of SiC Particles on Stress of Composite Electroplating Coating on Gasoline Engine Piston Top Surface

        1,1,2,1,1

        (1. School of Mechanical and Material Engineering, North China University of Technology, Beijing 100144, China; 2. Mining and Metallurgy Technology Group Co., Ltd., Beijing 100160, China)

        The work aims to study the effect law of the content and size of SiC particles in Ni-based composite electroplating coating on the top surface of automobile engine piston on the thermal stress at the piston-electroplating coating interface. The two-dimensional finite element model of the piston with SiC particles reinforced Ni-based composite electroplating coating on the top surface was established by ABAQUS software and python language. Combined with the relevant theories of heat transfer and thermo-elasticity and the actual service conditions of the piston, the heat exchange boundary conditions and the load value on the top surface of the piston were determined. The effects of SiC particle content and size on the interfacial stress between coating and piston under the combined action of heat and airborne load were systematically studied by the sequential thermal mechanical coupling finite element analysis. According to the finite element simulation results, when the top surface of the piston was subject to high temperature and high pressure, the content of SiC particles was one of the factors that significantly affected the equivalent stress at the coating-matrix interface. The peak equivalent stress at the coating-piston interface increased with the increase of the particle content in the range of 1vol.%-15vol.%, rising from 437.08 MPa to 472.98 MPa. The size of SiC particle was a secondary factor affecting the coupling thermal stress at the coating-matrix interface. When the SiC particle size was in the range of 0.3-1 μm, the peak equivalent stress at the coating-piston interface remained unchanged, which was about 437 MPa. Considering the performance requirements of the composite electroplating coating on the top surface of the piston and the relationship between the stress at the coating-piston interface and the bonding property and combined with the actual electroplating process, it is determined that the volume fraction of SiC particles in Ni?SiC composite electroplating coating is about 10% and the diameter of SiC particles is about 0.4-0.8 μm.

        piston; Ni-based composite electroplating coating; SiC particles; finite element analysis; Python; interfacial stress

        TG174.441

        A

        1001-3660(2022)10-0209-09

        10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.10.021

        2021?09?15;

        2022?02?20

        2021-09-15;

        2022-02-20

        國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2018YFB2002000);北京市基金?市教委聯(lián)合資助項(xiàng)目(KZ201910009010);北方工業(yè)大學(xué)高層次人才科研啟動項(xiàng)目(XN277,110051360002);毓杰團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(XN212/009)

        National Key Research and Development Project (2018YFB2002000); Jointly Funded Project by Municipal Commission of Education and Municipal Natural Science Foundation of Beijing (KZ201910009010); Start-up Project of Scientific Research of North China University of Technology (XN277, 110051360002); Teamwork Project of YuJie (XN212/009)

        孫偉(1997—),男,碩士,主要研究方向?yàn)楸砻婀こ獭?/p>

        SUN Wei (1997-), Male, Master, Research focus: surface engineering.

        張淑婷(1978—),女,博士,教授,主要研究方向?yàn)楸砻婀こ獭?/p>

        ZHANG Shu-ting (1978-), Female, Doctor, Professor, Research focus: surface engineering.

        孫偉, 張淑婷, 杜開平, 等. SiC顆粒對汽油機(jī)活塞頂面鍍層應(yīng)力影響的有限元分析[J]. 表面技術(shù), 2022, 51(10): 209-217.

        SUN Wei, ZHANG Shu-ting, DU Kai-ping, et al. Finite Element Analysis of Effect of SiC Particles on Stress of Composite Electroplating Coating on Gasoline Engine Piston Top Surface[J]. Surface Technology, 2022, 51(10):209-217.

        責(zé)任編輯:彭颋

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