基于动态摩擦因数磨损系数的先进高强钢模具寿命研究

为更精确地计算先进高强钢冲压模具的磨损,预测模具的寿命,和揭示冲压过程中不断变化的节点压力及相对滑动速度对摩擦因数和磨损系数的影响,以不同的压力和速度为条件进行正交摩擦磨损实验,得到对应的摩擦因数和磨损系数。再以压力和速度为自变量,摩擦因数和磨损系数为因变量分别进行曲线拟合,提出基于动态的摩擦因数和磨损系数的计算模型。由于模具表面镀层硬度随镀层厚度变化而变化,通过实验和理论推导,建立变化的模具表面硬度与磨损系数的耦合模具表面磨损方程,并以动态变化的摩擦因数模型代替库伦摩擦模型进行冲压过程的数值模拟,以耦合的模具表面磨损方程进行磨损计算,将计算结果与模具磨损型面的扫描数据进行对比。结果表明,与传统恒定摩擦因数、磨损系数计算结果相比,运用该方法计算得到磨损结果的精确度提高了15.05%,采用该方法对某先进高强钢零件拉延模具进行了寿命预测,显示该模具在冲压大约5.9万件时,模具表面局部区域镀层磨损严重,需要修模。     

大型冲压模具用铸钢的试验研究

针对铬钼铸铁件存在火焰淬火工艺性较差的问题,选定以锰、铬为主要合金化元素的高碳低合金铸钢作为大型冲压模具用钢,进行了试样制备、材料性能试验、火焰淬火工艺试验及验证,鉴于大型铸钢件在局部火焰淬火具有开裂倾向,特进行了焊补工艺试验。试验结果表明:所选材料具有良好的空淬工艺性和良好的焊接性能,利于提高大型冲压模具的使用寿命。     

锁销式同步器锁止面磨损程度定量分析

对锁销式同步器锁止面磨损过程和机理进行分析,建立了磨损程度计算模型。运用有限单元法得到同步锥环和滑套锁止面摩擦过程中的接触应力与滑移距离的关系;以Archard模型为基础,分析了表面硬度、换挡力和换挡次数对锁止面边缘磨损深度的不同影响。结果表明:锁销式同步器锁止面接触应力与滑移距近似呈二次函数关系;锁止面磨损深度可以用Archard模型简化公式计算。     

基于典型道路谱的汽车制动摩擦片寿命预测

文章基于能量磨损机理提出了一种汽车制动摩擦片磨损寿命预测的方法,对车辆制动安全性以及摩擦材料利用率的提升具有一定的现实意义。以车辆制动系统中的摩擦片为研究对象,在制动盘冷却试验基础上建立制动摩擦副热力学模型,旨在探明不同工况下摩擦副热力学特征的变化规律。根据能量磨损机理研究制动温度对材料磨损量的影响关系,结合温度分布特征与摩擦材料磨损率提出摩擦片磨损量的评价标准,建立制动摩擦片的磨损寿命预测模型。基于典型公路道路试验路谱的动力学参数进行摩擦片磨损寿命预测,与试验结果相比其磨损寿命预测具有较好的一致性,为汽车制动系统参数设计及制动摩擦材料寿命研究提供了指导依据。     

塞拉门机构中丝杠磨损分析

丝杠的磨损过程与润滑状态、受力、材料等多种方面有关,文章以塞拉门机构中丝杠螺母副为例,定量的研究丝杠的磨损量。首先分析确定丝杠的磨损类型为磨粒磨损,通过simulation仿真确定丝杠最大允许磨损深度为设计尺寸Δ。基于Archard磨损模型对丝杠的磨损建立磨损模型,同时建立丝杠受力模型,通过计算得出保证丝杠在允许磨损范围Δ内丝杠表面硬度至少应为401.85HV。最终通过寿命试验,将试验现象与验证理论计算进行拟合,对后续塞拉门机构丝杠选材及表面处理提供了一定参考价值。     

汽车板件冲压连接技术的有限元分析

采用有限元分析软件ANSYS,基于弹塑性有限元理论建立有限元模型,对汽车板件冲压连接过程进行了模拟。研究了冲压连接模具参数和不同板厚组合方式对互锁值c和颈厚值n的影响规律,并给出了模具参数选用的一般范围及不等厚板的最佳组合方式。试验表明,模拟结果与试验结果吻合较好,证明了利用有限元模拟方法对冲压连接的连接效果进行预测是可行的。     

汽车变速器同步器磨损寿命的预测及评价

为准确考核及评价汽车变速器同步器磨损寿命,根据同步器的磨损特征,结合道路使用试验、换挡载荷谱的采集与处理以及疲劳磨损理论模型,建立了同步器磨损寿命预测的计算模型和评价方法。利用所建立的模型和评价方法,通过台架试验对某微型车AMT同步器磨损寿命进行了考核及评价。结果表明,所建立的同步器磨损寿命预测模型可准确预测和评价同步器磨损寿命,与实际磨损量的最大误差在15%以内。     

基于机构运动及磨损理论的伸缩装置滑动支承磨损评估方法

为评估运营阶段风及车流作用下大跨桥梁转轴式伸缩装置的服役状态,融合机构运动理论及磨损机理建立转轴式伸缩装置滑动支承构件的磨损寿命评估方法。以变杆长双滑块双导杆四连杆机构的运动理论为基础,推导了多滑块多导杆的伸缩装置机构运动学数值仿真模型;基于Archard磨损理论提出了伸缩装置滑动支承磨损深度计算模型,以失效概率为指标建立了伸缩装置滑动支承磨损寿命的评估方法;以一单跨悬索桥为算例,对风和车流作用下伸缩装置滑动支承的服役年限及其年更换次数进行定量评估。分析结果表明：建立伸缩装置的机构运动仿真模型,通过与8缝伸缩机构的运动试验数据对比,验证了仿真模型的准确性;利用伽马分布能够较好地模拟伸缩装置滑动支承磨损深度的累加概率特性;随机车流和风作用下,悬索桥伸缩装置滑动支承的服役年限随距滑动侧越近而越小,失效概率反之;一般流和风速10 m·s^-1工况下,超82%的滑动支承服役年限小于15年;不同车流密度-风速联合作用对伸缩装置滑动支承的服役年限影响显著,伸缩装置滑动支承的合理更换周期应依据桥址交通量荷载水平及风场条件制定;建立的转轴式伸缩装置滑动支承磨损寿命评估方法可为同类型伸缩装置机构的磨损寿命评估提供参考借鉴。     

车辆发动机缸套—活塞环磨损试验研究

为了实现对车辆发动机缸套—活塞环磨损失效分析和仿真计算,以缸套—活塞环摩擦副为研究对象,制作与缸套—活塞环相同材料的磨损试样,采用拉丁超立方法设计了模拟缸套上止点附近磨损的8组不同压力与速度的试样磨损试验。依据磨损试验数据,分析了缸套试样的磨损质量和磨损率的变化过程;通过试样表面电镜扫描,分析了缸套试样不同磨损阶段的表面形貌特征;采用响应面拟合方法,建立了不同工况下Archard黏着磨损模型中磨损系数K的计算公式,为发动机缸套—活塞环磨损仿真计算提供基础。     

路基冲击压实效果分析

冲击压实的被冲压体响应是目前尚未解决的理论问题。基于应变能与冲击能分布密度相等的基本原理,假定:冲压n遍后的被冲压体为一维问题,冲压影响深度h0处应变为零,应变与弹性模量线性变化,建立了单次冲击能量、遍数等与土体压实度的关系,在施工参数与效果间建立了关联。结果表明,以相同的设备参数进行施工时,冲压影响深度随冲压遍数的增加而减小;前几遍冲压能影响较大深度,而后续冲击的影响逐步局限于上部土体。通过某砂性土工程实例,分析预测得知,单层80 cm冲压35遍仍达不到规定的压实度要求,因此,实体工程中需采用分层压实的措施。所以,本研究可用于对冲压效果的预测,也可在冲压目标明确的情况下预估需要进行冲压的遍数。     

发动机气缸套磨损谱编制方法研究

通过对气缸套-活塞环进行润滑分析,得到了不同曲轴转角位置活塞环的微凸体载荷分布及磨损速率。结合动载荷特点对Archard磨损计算模型进行了修正,同时根据载荷分级对发动机工况进行了离散,计算得到了各离散网格单元内的磨损参数,基于发动机整机载荷谱,采用时间插值方法,编制了典型任务剖面下的气缸套磨损谱。     

激光淬火工艺在覆盖件拉延模具中的应用

在汽车覆盖件冲压成形过程中,拉毛缺陷十分普遍。对于产品而言,制造工艺对覆盖件表面质量的要求十分严格,因为任何微小的拉毛缺陷都会在涂漆后影响漆层的美观,并降低其抗腐蚀性、缩短使用寿命。激光表面淬火强化工艺是目前应运比较广泛的一种模具表面强化工艺,能够有效的提高模具表面硬度、耐磨性、抗粘结性,改善制件拉毛缺陷。本文主要探讨汽车覆盖件产生拉毛现象的机理和改善措施。     

考虑桩侧土软化时单桩荷载-沉降关系的解析算法

桩周土选用三折线软化模型 ,桩端土选用双折线硬化模型 ,在此基础上导出了桩身截面轴力随深度变化及桩顶荷载—沉降关系的解析算式 ,并由此分析了桩周土和桩底土性状对桩身截面轴力及 P0 - S0 关系曲线的影响。通过对株洲地区试桩进行理论拟合得到了所需的计算参数 ,然后对邻近试桩进行计算对比 ,计算值与实测值相当接近 ,这说明该方法在工程中是可行的     

冲压成型回弹模拟的影响因素

冲压仿真技术已经在模具的开发过程中得到了广泛地应用,但是随着对冲压件精度要求的不断提高,冲压件的成型回弹是一个新的难题。文章介绍了冲压成型回弹产生的原因及材料回弹的力学模型,阐述了在冲压成型回弹过程中的7个影响因素,指出大的压边力对回弹的抑制作用最为明显,为保证产品的尺寸合格,必须在模具设计时适当地补偿回弹。     

A study on engine bearing performance using EHL analysis and experimental analysis

In order to efficiently improve engine bearing durability, we investigated the feasibility of predicting the durability of actual engine bearings by means of hydrodynamic lubrication computations. This paper describes a method of predicting the amount of actual engine bearing wear based on the results of a numerical analysis (EHL analysis) which takes into account the pressure dependence of lubricant viscosity and the elastic deformation of the bearing housing. The wear shape predicted by this method serves as input data for the EHL analysis calculations. The results show that variations in bearing performance caused by wear are substantial. Analyses that incorporate wear shape data make it possible to examine durability under conditions that more closely approximate actual conditions.     

汽车车身模具的数字化快速修复技术

针对存在局部物理缺陷或疲劳磨损的汽车车身冲压模具的可重用性,提出了缺陷特征提取和有限元分析耦合技术方案,实现了模具的数字化快速修复。以抽取模具点云中诸如缺陷边界、缺陷原形等特征为基础,并利用特征诱导技术恢复原始模具在缺陷处的基本特征形态。通过冲压过程的动态模拟来矫正基本的特征形态,修复模具在局部缺陷处的CAD模型,为最终以激光焊接技术和高速硬切削技术为基础实现模具的快速物理修复提供可靠的依据。     

Rail vehicle wheel wear prediction: a comparison between analytical and experimental approaches

There are a number of theoretical and practical techniques to compute rail vehicle wheel wear. For instance, the Archard equation is a well-known tool to determine the worn volume in sliding contact, as a function of normal load, sliding distance and the surface hardness. Of course, the wear coefficient (called K) used in this equation to differentiate the wear models implicitly comprises the conditions that govern the contact surface. Two situations can be taken into account when considering a sliding contact in a rail vehicle wheels, particularly along a curved track: (i) when the radial force prevails the lateral tangential force, which is mainly the frictional force but before flanging and (ii) during flange contact. Also, the Archard equation is employed within the tread and flange regions separately, both the regions being of interest in this paper. A number of approaches are then used to find the distance slid. The authors compare the field test results and the outcome of the analytical approaches. When the wheel wear results acquired from the two test bogies on Iranian Railways, all technical (rigid frame bogies with new assemblies and components) and operational items were identical, except for changing the bogie orientation in the second test trial for a short period. Good agreement was found between the analytical and practical investigations.     

冲压件回弹分析

回弹是冲压件成型过程中的主要缺陷之一,是冲压生产中较难解决的问题,也是实际工艺分析过程中很难克服的成型缺陷。它不仅降低了产品的品质,还制约了焊接匹配关系。文章主要介绍冲压产品借助AutoForm软件分析弥补工艺分析的不足,并且模拟分析回弹发生整个过程,测量回弹量,根据回弹量在模具设计给予回弹补偿,以实现回弹控制。     

曲轴中频感应淬火过程模拟及残余应力计算

利用ANSYS有限元分析软件，进行了6110钢曲轴的中频感应淬火过程的模拟计算，并预测了淬硬层的深度，计算了淬火后的残余应力分布。可直观显示任意时刻曲轴内任意截面上的温度场和应力场以及温度、应力等值线随着时间推移的情况，也可以显示任意点上的温度一时间曲线、应力一时间曲线。