汽车件的冷挤压工艺与疲劳寿命智能分析系统的研究

论文题目: 汽车件的冷挤压工艺与疲劳寿命智能分析系统的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 材料学

作者: 徐虹

导师: 贾树盛

关键词: 智能分析系统,冷挤压,疲劳寿命,数值模拟

文献来源: 吉林大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文根据汽车冷挤压件成形、受力和疲劳破坏的过程,将冷挤压汽车件的工程问题作为一个系统,以残余应力为桥梁,基于弹塑性力学理论、弹性力学理论和疲劳破坏理论,运用三维大变形弹塑性有限元技术、三维线弹性有限元技术和疲劳寿命计算方法,以MSC.SuperForm、MSC.Marc 和MSC.Fatigue 等软件为平台,建立了系统总体结构框架,定义了冷挤压数值模拟、实际受力数值模拟和疲劳寿命预测三个功能模块,指出了相关的关键技术问题,从而建立了汽车件的冷挤压工艺与疲劳寿命智能分析系统。针对渐开线传动轴花键,建立系统分析流程,以疲劳寿命为目标,优化冷挤压花键工艺参数,并利用优化结果指导模具设计,进行了花键冷挤压工艺性试验和疲劳试验研究,验证了系统优化和预测的正确性。

论文目录:

第一章绪论

1.1 引言

1.2 冷挤压成形

1.2.1 冷挤压概况

1.2.2 冷挤压花键~[6-7]

1.3 冷挤压工艺研究现状及其发展

1.3.1 国外冷锻技术现状及其发展

1.3.2 国内冷锻技术的研究进展及发展趋势

1.4 有限元数值模拟的现状及其发展

1.4.1 有限元法发展概况

1.4.2 弹塑性有限元法在金属塑性加工中的应用

1.5 疲劳寿命预测

1.5.1 引言

1.5.2 机械产品开发现状

1.5.3 汽车件疲劳寿命预测

1.5.4 基于有限元分析的疲劳寿命预测

1.6 本文研究主要内容

第二章建立智能分析系统的理论依据和原理

2.1 引言

2.2 残余应力对疲劳强度的影响

2.2.1 用平均应力的观点来估价残余应力的作用

2.2.2 对缺口试件疲劳强度的影响

2.3 三维大变形弹塑性有限元法的基本方程

2.3.1 引言

2.3.2 弹塑性材料的基本方程

2.3.3 增量形式的刚度方程

2.3.4 弹塑性本构方程

2.3.5 三维等参单元列式

2.4 三维线弹性有限元技术

2.5 疲劳寿命计算方法

2.6 本章小结

第三章系统总体框架及关键技术

3.1 引言

3.2 系统总体框架

3.3 软件接口研究

3.4 软件简介

3.4.1 MSC.SuperForm软件~[132]

3.4.2 MSC.Marc软件~[133]

3.4.3 MSC.Fatigue软件~[115]

3.5 关键技术

3.5.1 模具型腔的几何描述

3.5.2 接触分析~[134]

3.5.3 材料模型

3.5.4 网格重划分技术~[136]

3.5.5 摩擦模型~[135]

3.6 本章小结

第四章基于有限元的冷挤压花键疲劳寿命预测

4.1 引言

4.1.1 花键轴简介

4.1.2 冷挤压花键成形条件分析

4.2 冷挤压成形数值模拟

4.2.1 有限元模型的建立和计算条件设置

4.2.2 冷挤压成形数值模拟的结果与分析

4.3 扭转受力模拟

4.3.1 扭转有限元模型

4.3.2 计算条件的设置

4.3.3 结果

4.4 疲劳寿命分析

4.4.1 疲劳寿命计算模型的建立

4.4.2 计算条件的设置

4.4.3 结果

4.5 本章小结

第五章以疲劳寿命为目标的花键工艺优化

5.1 引言

5.2 工艺参数优化

5.2.1 简化模拟坯料长度

5.2.2 坯料直径对挤压力的影响

5.2.3 定径带宽度对挤压力的影响

5.2.4 凹模入口半角对挤压力的影响

5.2.5 摩擦因子的影响

5.3 疲劳寿命预测结果

5.4 本章小结

第六章试验研究

6.1 花键冷挤压试验及结果分析

6.1.1 估算挤压力

6.1.2 正挤花键凹模结构

6.1.3 成形过程及结果

6.1.4 相关检验

6.2 疲劳试验及结果分析

6.3 本章小结

第七章本文结论

参考文献

攻博期间发表的学术论文及其他成果

摘要

ABSTRACT

致谢

发布时间: 2005-08-26

参考文献

[1].基于知识的冷挤压工艺设计智能系统及其关键技术研究[D]. 高军.山东大学2005
[2].厚壁管件有芯棒开式冷挤压工艺的研究[D]. 张双杰.燕山大学2012

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