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曲轴圆角滚压残余压应力及滚压工艺参数的研究
| 论文题名： | 曲轴圆角滚压残余压应力及滚压工艺参数的研究 |
| 关键词： | 曲轴滚压;有限元分析;工艺参数;残余应力;塑性变形 |
| 摘要： | 随着汽车发动机高速运转的需求，曲轴的强化处理工艺越来越受人们重视。曲轴圆角滚压强化工艺作为目前最理想的强化手段之一，已得到相关企业的认同与运用。经滚压工艺处理后的曲轴，疲劳寿命提高较为显著，且圆角表面粗糙度也得到相应的提高。滚压后的球铁曲轴可以替代锻钢曲轴，减小了曲轴的制造成本，提高经济效益，因此曲轴圆角滚压工艺相关技术的研究已成为目前汽车工业发展的关键技术之一。 本文主要针对曲轴滚压工艺的强化理论进行分析，作了以下几点研究: 1.研究曲轴在实际工作状态下的破坏形式，建立了曲轴实际工况下的力学模型，并分析曲轴在此工况下的受力情况，通过有限元仿真求解曲轴工况下的最大应力值与应力的分布情况。 2.深入分析滚压强化过程中圆角处应力分布和塑性变形情况，研究加载载荷与其应力的关系，推导出滚压力的理论计算公式，为后文仿真分析中滚压力的选取提供理论参考。 3.采用LS-DYNA有限元软件进行曲轴滚压过程的弹塑性力学动态仿真分析，求解出圆角处的残余应力和塑性变形量，得到不同工艺参数下残余应力的变形规律，并结合曲轴在实际工作状态下的应力情况，选取了合理的滚压工艺参数。同时，分析了滚压后曲轴圆角处的塑性变形，为曲轴滚压检测质量的评定提供数据参考。 4.分析了滚压力与疲劳寿命的试验结果，验证了工艺参数选取的合理性。同时，将仿真结果的塑性变形量与实际检测的塑性变形量进行对比分析，验证了本研究采用有限元仿真方法是可行的，其仿真结果与实际结果相接近。 本文首次结合曲轴的实际工况下应力情况，进行滚压过程中工艺参数的选取研究，并对比分析有限元仿真结果与实际试验结果，对工程实际应用具有指导意义。 |
| 作者： | 刘世权 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 韩少军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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