Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Optimization of hardening depth and surface hardness for induction hardened input shafts.
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Solid Mechanics (Dept.).
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (One Year)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Optimering av härddjup samt ythårdhet för induktionshärdade ingående axel. (Swedish)
Abstract [en]

In this master thesis project the technical regulation; TB - Input shaft for RB/RBP central gears have been evaluated. The shaft is hardened with single shot induction hardening method. The purpose has been to investigate how the hardening depth and surface hardness, within requirements according to present regulation, affects the fatigue strength. Nine different hardening series of shafts have been tested to correlate the parameters to the fatigue strength.

Most of the input shafts fractured in the drilled oil hole, with an initiation point situated in the transition zone. The investigation shows that the hardening depth has very little influence at relatively high surface hardness. This indicates that there are high residual tensile stresses (induced in the current hardening process) at this position. Furthermore, the fatigue strength, in the oil hole, is increased with decreased surface hardness which also is an indication that the tensile residual stresses are relatively high from the hardening process. The higher hardening depths respond to a lowered surface hardness more than the low hardness depth. This could be explained by the fact that a higher hardening depth generally has lower overall residual stresses. What has been relatively unknown is how large affect the hardening time has on the fatigue strength. Changes in the hardening parameters such as shorter hardening time shows a larger impact on the fatigue strength compared to having a decreased hardening depth well below the requirement. These facts needs to be taken into consideration during a revision of the technical regulation for the input shaft, i.e. adjust the heating process in order to achieve a correct hardening depth could have a negative effect on the fatigue strength.

Abstract [sv]

I detta examensarbete har den tekniska beskrivningen "TB - Ingående axel för centralväxlar RB/RBP" utvärderats. Axeln är härdad med en single shot-metod induktivt. Syftet har varit att utvärdera hur härddjupet samt ythårdheten, inom de nuvarande kraven, påverkar utmattningshållfastheten. Nio olika härdserier med axlar har testats i utmattningsprovning för att utvärdera utmattningshållfastheten på dessa.

De flesta axlar havererar från det borrade oljehålet där initieringen startar i övergångszonen, från den borrade ytan. Utredningen visar att härddjupet har väldigt liten inverkan på utmattningshållfen vid höga ythårdheter. Detta tyder på att det är höga dragrestspänningar (inducerade från härdprocessen) vid denna position. Dessutom ökar utmattningshållfastheten vid oljehålet med sänkt ythårdhet vilket också tyder på att dragrestspänningarna är relativt höga från härdningen. Högre härddjup har en större ökning i utmattningshållfastheten vid lägre ythårdheter än vad de lägre härddjupen har. Detta kan förklaras med att högre härddjup generellt sett resulterar i lägre restspänningar. Det som har varit relativt okänt är hur stor effekt härdtiden har på utmattningshållfastheten i härdprocessen. Ändringar i härdparameterarna, t.ex. kortare härdtider, visar sig ha större effekt på utmattningshållfastheten än alldeles för låga härddjup enligt dagens TB-krav. Vid en eventuell översyn av den tekniska beskrivningen för den ingående axeln bör dessa fakta, t.ex. att en korrigering utav härdtiden för att uppnå rätt härddjup kan ha en negativ inverkan på utmattningshållfastheten, tas hänsyn till i större utsträckning.

Place, publisher, year, edition, pages
2015.
National Category
Applied Mechanics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-177190OAI: oai:DiVA.org:kth-177190DiVA: diva2:871881
External cooperation
Scania
Subject / course
Solid Mechanics
Examiners
Available from: 2015-11-18 Created: 2015-11-17 Last updated: 2015-11-18Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

By organisation
Solid Mechanics (Dept.)
Applied Mechanics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 32 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf