原文传递
基于XFEM的连杆裂解过程仿真与分析
| 论文题名： | 基于XFEM的连杆裂解过程仿真与分析 |
| 关键词： | 汽车发动机;连杆裂解;残余应力;裂纹扩展;塑性变形;扩展有限元法 |
| 摘要： | 发动机连杆裂解加工技术是采用断裂方法完成连杆体和盖接合面剖分加工的新技术，有着传统加工方法不可比拟的优越性，近些年来已经随着汽车工业的飞速发展逐渐发展起来，并逐渐应用于大规模生产领域，是对传统连杆加工工艺的重大变革，已成为一个国家发动机制造业发展水平的重要标志。由于裂解加工过程中，最终裂解效果的影响因素很多，加工精密性要求很高，因此，对连杆裂解加工各因素的研究有着重要的意义。 本文采用仿真与实验相结合的方法，采用扩展有限元法(XFEM)的方法对连杆裂解中的裂纹扩展进行了详细研究，论文的主要工作包括： (1)利用算例对XFEM解决裂纹扩展问题的合理性进行验证。利用吉林大学的三点弯曲断裂实验所得到的实验数据，通过扩展有限元法(XFEM)进行数值模拟，将得到的结果与实验数据相对比，确定其方法的可行性和误差。 (2)建立连杆裂解有限元模型。并基于XFEM对连杆裂解过程进行仿真分析。对连杆裂解过程进行了分析，确定其启裂位置和扩展路径；得到了连杆裂解过程中裂解力的变化规律，并对连杆塑性变形进行分析。 (3)分析了连杆裂解过程中裂解参数对裂解效果的影响。建立了裂解槽深度与最大裂解力的相互关系，并分析了其对裂解塑性变形区域的影响；在裂纹尖端区域施加残余应力，得到了不同残余应力对裂解效果的影响；改变拉杆楔形角的角度，确定连杆裂解力的变化规律，并分析其裂解完成后塑性变形区域的特点；考虑了裂解过程中胀套的承载。 (4)考虑实际裂解力大于所需裂解力时，连杆塑性变形区域的变化规律，确定了裂解力的选用原则；考虑连杆裂解的极限工况，对单边断裂和无裂纹连杆断裂两种工况进行仿真分析，确定其加工安全性，同时根据上述裂解加工影响因素的研究，分析了裂解加工常见的缺陷及其产生原因。 |
| 作者： | 王维峰 |
| 专业： | 安全技术及工程 |
| 导师： | 张乐乐 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
