曲轴圆角滚压残余压应力及滚压工艺参数的研究

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1、分类号——UDC密级学校代码劣海疆歹大署学位论文10497题目堂垫圄角速星垡金星廛左盈速匡三茎叁邀丝盟宝英文StudyontheResidualCompressiveStressandProcess题目￡丛型坠煎曼堡Q￡￡世囱!垒鱼Ei!!煎l迪!!i堕g研究生姓名塞9壁拯姓名盐尘芏职称耋咝学位堂±指导教师单位名称扭垫墨堡鲎瞳邮编垒≥QQ!Q申请学位级别亟±学科专业名称垫拭兰猩论文提交日期!!!!生j旦论文答辩日期2Q!≥生§旦学位授予单位盛垫里墨盘堂学位授予日期答辩委员会主席拯盘评阅人扬盘型咽叁2013年5月独创性声明llll

2、(IIIIllIIIIIIMIllIllIlUIIIIUlY2363971本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅

3、和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名)：高1吨枳导师(签名)：l每n吖日期：加』；，‘．7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

4、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

5、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

6、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。关键词：曲轴滚压，有限元分析，工艺参数，残余应力，塑性变形AbstractWiththeimprovementofautomobileenginespeeddemand，peoplepaymoreandmoreattentiontothecrankshaftstrengtheningtechnology．Asoneofthemostidealcrankshaftreinforcementtechnology,cranksha

7、ftfilletrollingstrengtheningtechnologywerewidelyapprovedandusedamongmanyenterprises．Thefatiguelifeandsurfaceroughnessoffilletwereimprovedobviouslyaftertherollingprocessofcrankshaft．Andtheductileironcrankshaftcanreplaceforgingsteelcrankshaftafterrollingprocess，itreduc

8、edcrankshaftmanufacturingcosts，improvedeconomicefficiency,therefore，studyofthecrankshaftfilletrollingprocessandrelatedtechnologyhas