[发明专利]一种适用于多工况的大直径滚筒硬化深度计算方法

权利要求书

1.一种适用于多工况的大直径滚筒硬化深度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)压路机大直径滚筒轮面与施工介质接触构成摩擦副，根据压路机施工特性，确定摩擦副接触特征为磨粒磨损与动载冲击磨损；

2)根据确定的摩擦副接触特征，确定磨粒磨损失重量与磨损载荷关系比范围；

3)根据确定的摩擦副接触特征，确定磨粒磨损失重量与磨损时间关系比范围；

4)根据大直径滚筒轮面在工况环境下的服役要求及上述步骤2)、步骤3)确定的关系比范围，确定大直径滚筒硬化层深度与磨损时间的关系；

5)根据确定的摩擦副接触特征，确定持续施工失效最低时长T₁及大直径滚筒标准硬化层深度h₁；

6)根据确定的摩擦副接触特征，确定大直径滚筒轮面与施工介质接触模型为轮-面接触模型；

7)根据压路机施工介质、激振力、自重、服役时间，确定硬化层设计深度；

8)根据设计的硬化深度，参考建立的激光硬化温度-速度-硬度-深度的工艺手册，设置合适的加工工艺参数进行表面硬化加工。

2.根据权利要求1所述的一种适用于多工况的大直径滚筒硬化深度计算方法，其特征在于，所述步骤2)中磨粒磨损失重量与磨损载荷关系比为(3.0～4.0)：1。

3.根据权利要求1所述的一种适用于多工况的大直径滚筒硬化深度计算方法，其特征在于，所述步骤3)中磨粒磨损失重量与磨损时间关系比为(2.0～2.4)：1。

4.根据权利要求1所述的一种适用于多工况的大直径滚筒硬化深度计算方法，其特征在于，所述步骤5)中持续施工失效最低时长T₁为1000h，大直径滚筒标准硬化层深度h₁为1mm。

5.根据权利要求1所述的一种适用于多工况的大直径滚筒硬化深度计算方法，其特征在于，所述步骤6)中轮-面接触模型的关系式为：

式中：P为接触应力，Pa；F为载荷，N；L为大直径滚筒长度，m；r为大直径滚筒半径，m；u₁为大直径滚筒泊松比；u₂为介质泊松比；E₁为大直径滚筒弹性模量，Pa；E₂为介质弹性模量，Pa。

6.根据权利要求5所述的一种适用于多工况的大直径滚筒硬化深度计算方法，其特征在于，所述大直径滚筒弹性模量E₁为2.06E+11Pa，泊松比u₁为0.3，长度L与半径r以产品实际尺寸为准。

7.根据权利要求5所述的一种适用于多工况的大直径滚筒硬化深度计算方法，其特征在于，当施工介质为碎石时，弹性模量E₂为4.70E+10Pa，泊松比u₂为0.2；当施工介质为岩石时，弹性模量E₂为8.00E+10Pa，泊松比u₂为0.3；当施工介质为沥青时，弹性模量E₂为6.00E+10Pa，泊松比u₂为0.25。

8.根据权利要求1所述的一种适用于多工况的大直径滚筒硬化深度计算方法，其特征在于，所述步骤7)中硬化层设计深度按下式计算：

式中：h_x为待计算硬化层深度，mm；h₁为标准硬化层深度，mm；P₁为标准接触应力，Pa；P_x为给定接触应力Pa。