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摩擦焊半轴的机械性能及工艺优化研究
| 论文题名： | 摩擦焊半轴的机械性能及工艺优化研究 |
| 关键词： | 车桥半轴;有限元分析;疲劳寿命;热处理;优化设计 |
| 摘要： | 半轴是车桥的重要组成部分，它的主要作用是连接差速器与轮毂，将差速器的动力传递给驱动轮。半轴受力情况较复杂，除了承受发动机传递的扭矩外，还要承受车轮传来的力所引起的弯矩作用。采用摩擦焊接工艺制造的摩擦焊半轴具有降低生产成本、提高生产率以及节能环保等优势。研究这种半轴能否满足实际工作要求并且为提高半轴性能对热处理工艺进行优化具有重要意义。本文通过理论计算、有限元分析以及试验等方法对摩擦焊半轴进行了研究，具体工作如下: 根据本文所研究半轴应用的车型的整车参数，计算半轴的试验计算扭矩，为后文的有限元分析以及试验研究提供数据支持。对半轴进行详细设计计算，根据汽车不同的受力情况验证半轴能否满足设计要求。对半轴常见的几种失效形式和失效原因进行研究，得到半轴最容易在花键处发生断裂失效的结论，并且后期热处理工艺可以提高半轴的整体寿命。 根据试验计算扭矩，对摩擦焊半轴进行台架试验（包括静扭强度试验和扭矩疲劳试验），通过试验研究半轴的静扭强度和疲劳寿命，对试验结果进行详细处理。利用专业的有限元分析软件对半轴进行前处理、分析计算以及后处理等有限元分析，得到关于半轴静扭强度、疲劳寿命的理论分析结果。对比分析理论结果和试验结果，从这两种结果都能得到半轴最容易发生失效的部位在花键根部，半轴的疲劳寿命同属一个数量级，满足设计要求。 为提高半轴的工作性能，对热处理工艺进行了优化设计试验，主要考虑半轴原材料、淬火液浓度、感应线圈移动速度这三种因素对半轴的影响。首先进行部分对比试验，研究各因素对结果的影响趋势，得到一个选择范围;然后再对这些选择范围进行细化，再进行详细的对比试验;最终，根据试验结果，得到可以最大提高半轴性能的优化参数。 |
| 作者： | 孙毅 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 陈科 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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