kth.sePublikationer KTH
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Simulation of Shot Peening of Case Hardened Gear Steel
KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Teknisk mekanik, Solidmekanik och strukturer.ORCID-id: 0000-0002-6593-5996
KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Teknisk mekanik, Solidmekanik och strukturer.ORCID-id: 0000-0001-8068-2360
2024 (Engelska)Rapport (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

A material model for predicting fatigue related changes due to shot peening is developed. The model includes plastic behaviour at large strains and transformation of retained austenite. The model is simplified to limit the amount of material parameters needed and an iterative approach is used to fit the parameters to experimental data in the form of uniaxial tests on through hardened specimens, single impacts of carbide balls on polished case hardened test plates and on shot peened, ground test plates. With good accuracy, reasonable computer resources and basic experimental techniques to fit the model parameters, the model can predict; residual stresses, retained austenite transformation and work hardening in form of Vickers hardness increase. The model is also adequate for parameter studies as exemplified by changing media hardness, coverage or media shape variations. For surface roughness predictions, the initial surface roughness of the target must be included and future work is needed there.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
2024. , s. 49
Nationell ämneskategori
Annan maskinteknik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-356012OAI: oai:DiVA.org:kth-356012DiVA, id: diva2:1911474
Anmärkning

QC 20241108

Tillgänglig från: 2024-11-08 Skapad: 2024-11-08 Senast uppdaterad: 2024-11-09Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Shot peening of case hardened gear steel: Experiments and computations
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Shot peening of case hardened gear steel: Experiments and computations
2024 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

 Shot peening is a process where small balls are shot at (impacting on)a target, e.g. gear teeth, so that indents are formed on the targetsurface. On gears the purpose of the peening is to increase the fatiguestrength. The indents are formed because the surface is plasticallydeformed which in turn cause three main property changes; residualcompressive stresses are created close below the surface,microstructural changes to the steel material and surface topographychanges.The shot peening process in itself is controlled with parameters suchas: Intensity, Coverage, Media hardness and shape. Simulating shotpeening requires information about the impact velocity. A method todetermine the velocity during the shot peening is presented. A materialmodel that includes plastic deformation and retained austenitetransformation is developed and can predict the experimental resultswith adequate accuracy for the basic model. Parameter variations showthat increased accuracy can be obtained by including a distribution inmedia shape. This would, however, increase the complexity andsimulation time considerably. Using spherical media was judged to bea good compromise. Residual compressive stresses and work hardeningare predicted well. Surface roughness predictions on ground partswould need to include the ground surface on the simulation target. 

Abstract [sv]

Shot peening eller Kulpening/kulbombning på svenska, är en process där små kulor skjuts mot ett objekt så att intryckningar bildas på ytan. På kugghjul används kulpening för att höja utmattningsstyrkan. Intryckningarna bildas för att ytan deformeras plastiskt vilket i sin tur orsakar tre huvudsakliga förändringar av egenskaperna; tryckrestspänningar i ett område nära ytan, mikrostrukturförändringar hos stålet och topografiska ändringar på ytan.

Kulpening kontrolleras med intensitet, täckning, kulornas hårdhet och form. Vid simulering av kulpening måste kulornas islagshastighet vara känd och en metod för att bestämma denna från den praktiska kulpeningen har utvecklats. En materialmodell som tar hänsyn till både plasticitet och restaustenitomvandling har utvecklats och kan prediktera de experimentella resultaten med tillräcklig noggrannhet för den enklaste modellen. Parametervariationer visar att ökad prediktionsförmåga kan fås om en fördelning av kulornas form används. Detta skulle dock öka komplexiteten avsevärt och innebära längre simuleringstider. Sfäriska kulor rekommenderas som en bra kompromiss för generella slutsatser. Restspänningar och hårdhetsförändringar predikteras bra. För ytfinhetsutvärderingar på slipade komponenter, måste en slipad struktur användas på den simulerade ytan.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2024. s. 36
Serie
TRITA-SCI-FOU ; 2024:47
Nyckelord
Shot peening, Gear steel
Nationell ämneskategori
Annan maskinteknik
Forskningsämne
Hållfasthetslära
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-356014 (URN)978-91-8106-076-8 (ISBN)
Disputation
2024-11-22, https://kth-se.zoom.us/j/62697210590, D37, Lindstedtsvägen 9, KTH, Stockholm, 10:00
Opponent
Handledare
Anmärkning

QC 241112

Tillgänglig från: 2024-11-11 Skapad: 2024-11-09 Senast uppdaterad: 2025-12-03Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(1426 kB)133 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 1426 kBChecksumma SHA-512
09b300c6f69790cec6cc673e3bf874fde08973dd8d602353846e5c23102ab508dca135bb06987d5b002836066679455caea209ecf8bc3ba8161bcead1f67d62a
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Person

Nordin, ErlandOlsson, Mårten

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Nordin, ErlandOlsson, Mårten
Av organisationen
Solidmekanik och strukturer
Annan maskinteknik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 143 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

urn-nbn

Altmetricpoäng

urn-nbn
Totalt: 481 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf