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汽车关键零部件摆辗成形装备静/动力学分析
| 论文题名： | 汽车关键零部件摆辗成形装备静/动力学分析 |
| 关键词： | 汽车零部件;摆辗成形装备;静力学分析;动力学分析 |
| 摘要： | 摆辗成形是一种先进的金属成形制造工艺，具有成形力小、材料利用率高、成形零部件性能好等优点，被广泛用于制造圆盘类、法兰类和齿轮类汽车关键零部件。摆辗成形装备在服役过程中产生较大的应力、弹性变形和振动，对汽车零部件摆辗成形精度和摆辗成形装备服役寿命具有重要影响。因此，迫切需要开展汽车关键零部件摆辗成形装备静力学与动力学研究。 本文采用理论计算、有限元模拟和实验验证相结合的方法，开展6300kN摆辗成形装备静力学与动力学分析，主要研究内容如下： （1）建立了摆辗成形装备静力学有限元模拟模型，揭示了装备应力、弹性变形分布规律以及装备各阶模态频率和振型规律。开展了装备应变测试实验，结果表明，最大成形载荷条件下摆辗成形装备应变有限元模拟值与应变实验测试值最大相对误差小于10%，验证了摆辗成形装备静力学有限元模拟模型的有效性。 （2）建立了摆辗成形装备动力学模型，计算获得了装备振动加速度时域曲线和幅频曲线，揭示了装备水平振动特性和垂直振动特性。开展了装备振动测试实验，结果表明，理论计算和试验测试获得的摆辗成形装备加速度幅频曲线峰值及其对应频率值最大绝对误差分别为0.558m/s2和8Hz，验证了摆辗成形装备动力学模型的有效性。 （3）根据摆辗成形装备静力学分析获得的应力、弹性变形分布规律，以减小装备应力和弹性变形为目标，对装备机架进行了结构优化设计。根据摆辗成形装备水平方向动力学模型，以减小装备水平振动为目标，对装备摆头驱动系统参数（内外偏心套转速和内外偏心距）进行了优化设计。根据摆辗成形装备垂直方向动力学模型，以减小装备垂直振动为目标，对装备摆头参数（摆头和轴承之间刚度与阻尼、摆头质量、吸振器等）进行了优化设计。 本文揭示了摆辗成形装备服役过程中应力、弹性变形分布规律与振动特性，提出了装备应力、弹性变形和振动控制方法，对于提高汽车关键零部件摆辗成形精度和摆辗成形装备服役寿命具有一定的理论和实际工程价值。 |
| 作者： | 陈铭章 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 华林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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