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曲轴圆角滚压的有限元模拟和试验研究
| 论文题名： | 曲轴圆角滚压的有限元模拟和试验研究 |
| 关键词： | 曲轴;圆角滚压;滚压力;变形量;有限元模拟 |
| 摘要： | 曲轴圆角滚压工艺广泛应用于当今汽车发动机制造工业，是不可或缺的曲轴表面强化技术之一，但其工艺参数中最为重要的滚压力的确定仍主要采用传统的工艺试验方法，周期长，成本高，不利于在实际工程中应用。为了提高效率，降低成本，本文以滚压力为研究对象，采用计算机有限元模拟和传统工艺试验相结合，探索一条更为贴近生产实际应用的滚压力选取方案。 通过对4G1曲轴圆角滚压工艺进行有限元模拟，明确滚压力、滚压圈数和曲轴回转速度三个工艺参数对曲轴圆角滚压的影响。重点研究了在不同滚压力下的残余应力和滚压变形量的变化趋势，建立残余应力与滚压变形之间的对应关系。求解出满足4G1曲轴圆角滚压设计要求的最小滚压变形量，并且结合实际经验，在保证足够安全裕度和适当加工成本的前提下，确定了目标滚压变形量。以滚压变形量为桥梁，在滚压工艺试验过程中对滚压后的残余应力进行预测，为滚压力的选取提供依据。 通过曲轴圆角滚压工艺试验，确定滚压力与滚压变形量之间的实际对应关系，对有限元模拟的结果进行确认。依据目标滚压变形量，结合滚压工艺试验的结果，初步选取滚压力。按照选定的滚压力进行试加工，确认实际滚压变形量是否满足4G1曲轴最小滚压变形量要求，对初选的滚压力进行验证。 通过对试生产曲轴进行弯曲疲劳试验，确定曲轴的弯曲疲劳极限，评价滚压力选取的合理性，最终确定4G1曲轴圆角滚压的工艺参数。 通过有限元模拟和工艺试验相结合的方法进行曲轴圆角滚压力选取，可以比较有效的减少工艺试验和疲劳试验的重复次数，缩短周期，降低成本，基本解决了曲轴圆角滚压力选取困难的问题。 |
| 作者： | 刘利民 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张旭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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