2023年第3期热加工www.mw1950.com92热处理HeatTreatment基于有限元数据分析10级螺母使用35钢与40Cr钢性能对比杨仕杰湖北江华机械有限公司湖北襄阳441000摘要：通过对螺母零件等级10级、规格M10的细牙螺纹，将使用材料35钢和40Cr钢的螺母采用NXNASTRAN和Jmatpro进行软件模拟、标准查询，采用维氏硬度计及金相显微镜对实物对比试验进行检测分析。结果表明：35钢和40Cr钢螺母均可满足10级螺母的性能要求。但若从生产效率、使用时效和成本控制的角度看，10级螺母更推荐35钢作为使用材料。关键词：有限元分析；10级螺母；材料对比；金相检测1序言随着信息技术的发展，有限元分析在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视，已经成为解决复杂工程分析计算问题的有效途径。在产品设计阶段发现潜在问题，经过分析计算，采用优化设计方案，降低原材料成本，模拟试验方案，减少试验次数[1]。在三维基础上进行的CAE分析，利用现代计算机强大的数值计算能力所起到的“虚拟样机”的作用，在很大程度上替代了传统设计中资源消耗极大的“物理样机验证试验”，极大地缩短了设计周期，降低了生产成本[2]。以1961年MIT实验室的SUTHERLAND发表的一篇关于人机交互的图形系统博士论文为起点，CAD/CAM技术经过半个世纪的发展，在理论、技术、系统和应用等方面都有了较大的进步。杨松宇等[3]建立螺栓法兰垫片整体的有限元模型，进行了DN500螺栓法兰连接系统的紧固试验，验证了有限元模型的合理性。陈卫林等[4]针对现有螺母喷丸工艺中的单层弹丸或多层规则弹丸模型的不足，在ABAQUS有限元分析软件中建立了多层随机弹丸分布模型，使用该模型研究了弹丸层数、喷丸角度和喷丸速度对螺母表面残余应力的影响，并通过喷丸试验对多层随机弹丸模型进行验证。本文通过使用Jmatpro和NXNASTRAN分析软件对10级螺母使用材料35钢和40Cr钢进行分析比对，查询标准，并对分析结果进行说明。对实物螺母使用维氏硬度计和金相显微镜对硬度和金相进行检测，将结果进行对比讨论。2材料成分分析35钢和40Cr钢螺母材料化学成分与力学性能分别见表1、表2。表135钢与40Cr钢化学成分[5，6]（质量分数）（%）元素CSiMnCrSP35钢0.32～0.390.17～0.370.50～0.80≤0.25≤0.035≤0.03540Cr钢0.37～0.440.17～0.370.50～0.800.80～1.10≤0.035≤0.035表235钢与40Cr钢力学性能[5，6]项目抗拉强度/MPa屈服强度/MPa断后伸长率（%）35钢≥530≥315≥2040Cr钢≥980≥785≥9由化学成分可知，35钢与40Cr钢相比，各元素...
