4-曲轴表面强化工艺仿真研究(北理工-廖日东)

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1、曲轴表面强化工艺仿真研究NumericalSimulationoftheCrankshaftSurfaceStrengthening廖日东LiaoRi-dong北京理工大学动力系统工程研究所ResearchCenterofPowerMachinery,BeijingInstituteofTechnology曲轴及其常见的失效形式CrankshaftandCommonFailureForms轴颈异常磨损AbnormalWearofCrankshaftNeck扭转疲劳断裂TorsionalFatigueFract

2、ure弯曲疲劳断裂BendingFatigueFracture2常见的曲轴表面强化工艺CommonCrankshaftSurfaceStrengtheningMethods感应淬火InductionQuenching圆角滚压FilletRolling气体渗氮GasNitriding34不考虑强化的曲轴强度计算CrankshaftStrengthCalculationwithoutconsideringSurfaceStrengthening5不考虑强化的曲轴强度计算CrankshaftStrengthCalc

3、ulationwithoutconsideringSurfaceStrengthening表面强化工艺仿真研究StudiesonSurfaceStrengtheningSimulations从工艺参数设计出发，预测工件的弹塑性力学性能、断裂韧性和疲劳寿命等宏观力学量，也就是说是实现强化工艺的预测设计。涉及材料学、工艺学、热力学、固体物理、电磁学、弹塑性力学、断裂力学、流体力学等。6圆角滚压数值分析NumericalAnalysisonFilletRolling78圆角滚压数值分析NumericalAnalys

4、isonFilletRolling圆角滚压数值分析NumericalAnalysisonFilletRolling9感应加热淬火仿真研究感应加热过程仿真强化效果分析与验证淬火冷却过程仿真工艺设计仿真分析试验验证感应器结构电工学参数冷却液参数冷却时间强化要求工件热物性：电磁性能导/换热性能力学性能电磁场分析温度场分析相变分析应力/位移场分析表面硬度测量淬裂缺陷检测形位误差检测金相组织分析疲劳强度试验残余应力测量材料性能分析相变应力/塑性，与组织相关的力学性质应力/应变诱导相变热应变/热机械性能热物性热驱动力相变

5、潜热热物性与相体积相关的电磁性质塑性功生热感应涡流生热热流场分析温度场分析相变分析应力/位移场分析热应变/热机械性能热物性热驱动力相变潜热热物性塑性功生热沸腾/传导换热相变应力/塑性，与组织相关的力学性质应力/应变诱导相变10SimulationofInductionHeatingQuenching感应加热淬火仿真研究SimulationofInductionHeatingQuenching11感应加热淬火数值分析NumericalAnalysisonInductionHeatingQuenching12感应

6、加热淬火数值分析NumericalAnalysisonInductionHeatingQuenching13感应加热淬火数值分析NumericalAnalysisonInductionHeatingQuenching14感应加热淬火数值分析NumericalAnalysisonInductionHeatingQuenching1542CrMo临界冷却速度感应加热淬火数值分析NumericalAnalysisonInductionHeatingQuenching16典型位置各相淬火后硬度典型位置淬火后硬度感应淬

7、火仿真研究SimulationofInductionHeatingQuenching材料的热物性不可靠；没有考虑加热和冷却速率（热流密度变化率）的影响；在线的测量和验证很困难，工艺的预测设计还没有实现。17感应加热淬火仿真研究SimulationofInductionHeatingQuenching18感应加热淬火仿真研究SimulationofInductionHeatingQuenching含瞬变热源的强瞬态热传导方程的求解；电磁感应淬火过程中“热波”的传播机制；非Fourier效应对电磁感应淬火中多场耦

8、合动力学响应的影响。电磁感应淬火过程的瞬态热传导的非Fourier效应研究电磁感应淬火过程中材料相变的非Fourier效应研究电磁感应淬火过程应力和变形的非Fourier效应研究电磁感应淬火过程仿真结果试验验证研究19含与不含空气区的电磁感应加热生热率解析解AnalyticalSolutionsoftheHeatGenerationRateoftheElectromagneticInductionH