基于圆角滚压工艺的曲轴疲劳行为研究

利用有限元计算软件Abaqus,采用三维显式动力学计算,模拟曲轴圆角滚压过程。利用软件自带的二次开发程序,编写数据采集程序,得到了曲轴圆角表面和内部的应力分布情况。参照曲轴真实疲劳试验,对曲轴进行模拟弯曲疲劳试验,得到不同弯矩水平下曲轴圆角应力分布情况。将模拟弯曲疲劳试验得到的圆角工作应力与滚压后的圆角残余应力进行耦合计算,获得更为准确的曲轴疲劳强度,并依此对曲轴滚压参数进行优化,优化后的曲轴疲劳极限弯矩提高15.7%。     

汽车离合器膜片弹簧残余应力的测定

采用X射线应力测定法,对经喷丸处理和强压处理的膜片弹簧残余应力进行了测定。介绍了测定方法,并对测定结果进行了分析。     

齿轮齿根表面残余应力X射线测定的探讨

一、原有的X射线应力测定法在齿根应力测定中的问题 X射线应力分析,是目前所有残余应力测定法中最好的无损测定方法。但由于齿轮的几何形状,使汽车齿轮等模数较小的齿轮齿根的横向(与齿沟垂直方向)残余应力测定受到限制。现在我们来具体地分析一下其受到限制的原因是什么。     

采用优化喷丸强化工艺来提高粉末锻造连杆的疲劳强度

喷丸强化是提高机械零件疲劳寿命的一种常用的表面处理工艺，广泛地用于飞机、汽车及其他制造行业。球形铁丸时零件表面的冲击作用，会使其表层产生残余压应力，能减小零件承载时所产生的拉应力，从而提高其疲劳寿命。为量化分析喷丸强化的效果，用含2％Cu的锻造钢粉末制成连杆和试验试律，对其在喷丸和未喷丸状态下的疲劳特性进行了比较。由于零件的疲劳特性与其表面残余应力有关，所以采用X-射线衍射分析法来测定零件表面应力大小和应力深度，并确定喷丸强化的最优工艺参数。试验结果表明，经喷丸处理的连杆与试棒的疲劳强度明显高于未喷丸连杆与试棒的疲劳强度。     

强化处理工艺影响膜片弹簧载荷变形关系的分析

研究了强化处理工艺对膜片(碟形)弹簧载荷变形特性的影响机理,并进行了载荷变形特性试验,通过试验数据分析载荷变形与喷丸、强压等强化处理工艺的关系,发现残余应力是强化处理效果的主要表现形式.采用X射线应力仪对样件进行了残余应力测试,分析了残余应力的分布规律,发现残余应力和局部材料特性改变是影响载荷变形的主要因素,由此给出了初步解决方案.     

抛丸对A7N01铝合金表面残余应力的影响

采用X射线衍射法对A7N01铝合金焊缝在不同参数组合下的表面残余应力进行测量。探究抛丸时间和频率两参数对A7N01铝合金焊缝表面残余应力分布的影响,通过试验得出:抛丸时间相同时,强度越大,表面残余压应力值越大;抛丸强度相同时,时间越长,表面残余压应力值越大。采用较小的抛丸强度,板材表面残余压应力的值波动较小,分布更均匀。在本次试验中,15Hz-2min为抛丸的最佳工艺。     

制造工艺对铝缸盖高周疲劳耐久性的影响

由于铸造工艺的缘故,导致气缸盖的材料高周疲劳特性分布不均匀。为了模拟制造工艺对铸件机械性能的影响,Ford汽车公司开发了虚拟铝铸造工具。虚拟铝铸造的特点之一是能预测高周疲劳强度分布。由于残余应力对气缸盖的高周疲劳也起着重要作用,因此对残余应力也进行了模拟,并将其用于气缸盖的高周疲劳分析。采用ABAQUSTM软件对气缸盖总成、热应力和工作应力进行模拟。将工作应力与残余应力结合在一起,进行高周疲劳计算。采用FEMFATTM疲劳测试有限元分析软件进行高周疲劳分析。基于虚拟铝铸造模拟获得的局部材料特性,建立了用户定义的赫氏图。结果证明,利用在FEMFATTM软件中得到的局部特性分布,可显著提高气缸盖高周疲劳模拟结果的精确度。     

闭塞冷锻星形套的组织、残余应力及性能研究

针对经闭塞冷锻成型的星形套的组织、残余应力、位错密度及硬化规律进行了试验研究。结果表明,星形套冷锻件显微组织正常,锻件成型时受3向压应力作用,表层的残余应力将对腐蚀开裂、脆性断裂的抑制及疲劳强度的提高起一定作用。分析了宏观残余应力分布不均的原因,提出了冷模锻模具改进的方案,并用位错理论解释了其硬化的原因。     

厦漳大桥(南汊)锚拉板焊接残余应力有限元分析

为了得到焊接残余应力的分布,确保结构安全,对厦漳大桥(南汊)锚拉板P3焊缝焊接残余应力进行研究,应用三维有限元分析方法及高斯热源函数,结合单元生死技术模拟焊道焊接过程,分析焊接过程中的温度分布和应力分布,以及冷却后的残余应力。     

连续钢桁架-桁拱组合桥节点的焊接残余应力分析

焊接结构的桥梁越来越广泛地得到应用,但焊接残余应力是影响桥梁钢结构强度的关键因素之一.利用ANSYS有限元分析软件,详细计算分析了上海嘉定蕴藻浜大桥桁架-桁拱结合节点的焊接残余应力和分布情况,并结合该节点局部应力分析的计算结果,为结构设计和钢结构加工提供一些有价值的建议.     

大功率多缸柴油机曲轴疲劳强度评估方法

以某型大功率柴油机作为研究对象,采用ADAMS/Engine建立了多缸柴油机曲柄连杆机构多体动力学模型,计算得到了曲轴的工作载荷.通过建立曲轴的整体三维有限元模型,将主轴承对主轴颈的支撑边界定义为接触对以模拟实际的约束状态,并将动力学计算所得一个周期内的曲柄销载荷历程曲线离散为16个载荷点,并按照发火次序,组合得到了16个载荷工况以模拟曲轴上的交变载荷,载荷的施加采用函数分布的形式模拟滑动轴承的压力分布,通过非线性有限元分析得到曲轴的应力应变结果.在此基础上,利用曲轴材料性能数据绘制了曲轴Goodman疲劳强度曲线,自编后处理分析程序得到了曲轴上所有节点的疲劳强度安全系数.结果表明:材料为42CrMo的整体曲轴满足结构疲劳强度要求,油孔处和过渡圆角处的疲劳强度安全系数相对较小,采用Goodman疲劳曲线计算的最小疲劳强度安全系数为5.04.分析结果与曲轴实际失效位置一致.     

基于有限元法的螺纹参数化建模与有效性分析

基于有限元分析法研究汽车底盘和车身系统所用螺纹紧固件的螺纹负载、应力分布等问题,对前提所需考虑螺纹升角的螺纹有限元模型进行参数化建模研究,并对其有效性进行分析验证。首先根据螺纹基本牙型特征推导出螺纹轮廓线的数学表达公式,在有限元软件HyperMesh中依据螺纹轮廓线的特征公式创建螺纹横截面壳单元,再拉伸成体,形成一种不依据螺纹实体模型的螺纹六面体网格参数化划分方法。以此方法建立能够满足有限元法分析所需要的且考虑螺纹升角等特征的螺纹有限元模型。另外,要求内外螺纹同步建模,可以保证螺栓和螺母的啮合螺纹单元节点重合,增加螺纹有限元模型的可靠性和仿真分析的顺利进行,然后利用YAMATOTO理论法和有限元法对计算结果进行对比分析,以此验证螺纹有限元模型的有效性,最后在螺纹有效模型的基础上,对螺纹联接中螺纹负载情况和分布规律等进行分析。以螺纹参数化模型为基础,通过在ABAQUS中对螺纹有限元模型进行有一定预紧力的仿真计算,得到螺纹的负载分布规律:越靠近被夹件的螺纹负载越高;当螺纹摩擦系数取0.05时,仿真计算得到靠近被夹持件的第一圈螺纹负载占比约为30%,前三圈螺纹负载占比为60%～70%,此螺纹负载分布规律和负载占比情况与通过YAMATOTO理论法计算的结果相吻合。     

粉末锻造连杆的结构强度与疲劳分析

依据有限元计算理论,使用Hypermesh网格划分软件和Abaqus高级非线性有限元分析软件,对某汽车发动机粉末锻造连杆的三维模型进行有限元静力分析。对装配完后的连杆组件的极限拉伸和压缩工况进行仿真,模拟连杆在工作过程中的接触与受力情况,确定连杆的应力分布及危险区域,并根据非对称循环下的构件的疲劳强度计算公式计算出连杆主要部位的疲劳安全系数。实践证明,此方法对连杆的研发与设计有很大的指导作用。     

一次拉深成形圆桶形阶梯件的数值模拟

本文对圆桶形阶梯件的一次拉深成形过程的进行了数值模拟,表明:在凸模头部的圆角附近和凹模端面圆角附近受到的应力最大,并且凸模头部的圆角附近的板料减薄较多,应力非常大,故此处最容易出现拉破现象;如果有适当压边力,则压边圈下的板料可以不出现起皱现象,且从凸模端面圆角到凹模端面圆角的区域,都是起皱的危险区;在整形阶段凸模和凹模受到的应力急剧增大,此时模具最容易被冲坏,且此阶段对模具的疲劳寿命影响最大,应力和模具疲劳寿命负相关。有限元数值模拟可以预测减薄、破裂、预测压边力和预测成形力等,可以指导模具和工件设计。     

焊接应力对桥式起重机箱形梁承载能力的影响

该文提出了桥式起重机箱形梁焊接时产生的残余应力对其承载能力的影响问题。通过对纵向残余应力的分布、计算分析以及对箱形梁二次变形的计算分析,文章认为焊接应力对箱形梁承载能力的主要影响是降低了上盖板的屈曲强度,造成箱形桥架下挠,并提出用双二次变形减小焊接残余应力的工艺措施。     

开挖方式对公路隧道围岩稳定性影响的数值模拟研究

采用弹塑性理论,利用通用有限元程序ABAQUS建立公路隧道二维有限元模型,模拟实际的隧道开挖过程,分析了不同开挖方式对硐室围岩应力分布、围岩位移等的影响.     

基于有限元的内燃机曲轴疲劳强度分析

内燃机曲轴轴颈的过渡圆角处是应力高度集中部位,是疲劳裂纹的最先形成位置,因此曲轴圆角是曲轴设计时需要重点关注的部位。文章采用NASTRAN软件对某发动机缸体进行模态缩减,利用EXCITE-PU软件进行动力学分析,再通过N-soft软件进行圆角的疲劳安全系数分析。结果表明,通过增加圆角半径的方式可以解决曲轴的断裂问题。     

基于总成的手制动臂侧向力残余变形非线性分析

建立了手制动臂总成的非线性计算模型,考虑材料非线性和状态非线性因素,对侧向力工况进行非线性有限元分析,得到整体结构的残余变形、残余应力分布及接触应力分布。该工作对手制动臂总成的非线性有限元分析的研究与开发具有一定的理论参考和实际应用价值。     

车用发动机复合材料增强活塞分析研究

利用计算机工作站对复合材料强化后的活塞进行温度场、热应力、热变形、机械应力、机械变形有限元分析，探讨复合材料强化的方式与结构尺寸对温度场与应力分布及变形影响的趋势。复合材料增强活塞技术已在几种车用发动机活塞上进行了推广应用，经有限元分析、机械物理性能的测定及发动机性能的测试，表明复合材料增强活塞结构设计合理，热疲劳强度和抗热应力、机械应力和变形的能力得到较大的改善，活塞工作能力提高，能更好地满足汽车发动机增压强化的需要。复合材料增强活塞技术有着广泛推广应用的前景。     

加工曲轴应重视的问题

为提高曲轴的加工质量,从轴颈油孔口边毛刺的光整加工、轴颈的磨削及曲轴圆角喷丸强化方面进行了探讨.最后通过试验得出了去毛刺、减轻轴瓦早期磨损及提高曲轴疲劳强度和耐磨性的有效方法.