基于ANSYS的曲轴圆角滚压特性分析

根据曲轴圆角滚压加工过程,文章采用ANSYS/Workbench仿真软件建立了曲轴滚压有限元简化模型,施加了相应的边界条件,进行了曲轴圆角滚压强化加工数值模拟,得到了滚压加工后圆角处多个角度的应力和应变的分布趋势。仿真结果表明,通过有限元分析方法可以为实际曲轴加工和测试提供参考,并且合理的滚压力能有效地增大滚压后产生的残余压缩应力和应变,提高加工质量。     

基于ABAQUS的曲轴圆角滚压数值分析

依据曲轴圆角滚压加工工艺过程在ABAUQS中建立了滚压有限元模型,分析了几种不同滚压力作用下的最大残余应力及曲拐变形情况,得出了其随滚压力的变化规律,可为滚压加工时滚压力的选取提供参考并有助于后续的曲轴疲劳寿命分析。     

提高6130×150柴油机球铁曲轴疲劳强度的试验小结——圆角滚压强化

6130×150球铁曲轴的疲劳断裂较严重,达3%。圆角滚压强化是提高曲轴疲劳强度的一个有力的工艺措施。鉴于圆角滚压工艺参数选择直接影响强化效果的发挥,本工作采用x射线测定残余应力的方法以选择液压工艺参数。试验表明,这是一种经济、有效、而又较可靠的方法。本文指出,在滚压力1吨时,试验曲拐的弯曲疲劳极限较未滚压的提高78%;加大滚压力至1.8吨且向连杆轴颈沉割0.70毫米,疲劳极限较未滚压的约高113%。部分试验成果巳运用于生产。     

曲轴模型的构建及滚压强度分析

为确定圆角滚压提高曲轴疲劳强度和综合机械性能的情况,从曲轴圆角滚压强化原因、工艺过程、滚压变形影响因素等方面,构建了Q485曲轴模型,提出了一种基于ANSYS的曲轴滚压强度分析方法,在材料疲劳破坏特性的理论基础上,对曲轴的圆角滚压进行理论分析,得出曲轴在静态载荷及滚压条件下的受力云图及变形。     

石油钻具接头的螺纹滚压工艺与提高疲劳强度的研究

通过石油井下钻具接头螺纹冷滚压工艺的研究可以证明冷滚压可大大地提高接头的疲劳强度.我们经一年的研究,找出了滚压力与残余应力的关系曲线,进而推得冷滚压的最佳参量,其结果与美国 CHRISTENSEN 公司和 SMITH 公司的研究结论基本一致.     

球墨铸铁曲轴圆角滚压强化试验研究

陕西汽车制造厂生产的延安250型越野车,载重5吨。该车6130×150柴油机曲轴采用球墨铸铁制造,安全系数偏低(约0.85～0.9左右),实际运转过程中有过断裂现象。面对这种情况,我校与陕汽协作,开展了球墨铸铁曲轴圆角滚压强化试验研究。曲轴是量大面广的基础零部件,提高其使用寿命和可靠性具有一定的普遍意义。6130×150球铁曲轴采用圆角滚压强化提高安全系数,既解决了当前曲轴生产关键,又为该柴油机进一步增压、提高马力,提供技术储备,支持了社会主义建设事业。     

外螺纹的冷滚压成形工艺研究

为了进一步完善外螺纹的冷滚压成形工艺,基于外螺纹的三滚丝轮滚压原理,利用UG软件建立外螺纹工件的三滚丝轮滚压的简化分析模型,在有限元分析软件中对外螺纹的冷滚压成形过程进行模拟。仿真结果表明:在外螺纹工件的冷滚压过程中,工件和滚丝轮之间的作用力分布在工件表面接触区域,在接触点的等效应力最大。分析验证了外螺纹滚压过程中,滚丝轮所需的驱动扭矩大小与滚丝轮半径和切向载荷的乘积近似相等的理论计算结论。     

汽车曲轴圆角强化对残余应力和弯曲疲劳极限的影响

对ＬＲ６１００发动机曲轴采用圆角感应淬火工艺进行表面强化。研究了其对曲轴淬硬层，残余应力分布规律和弯曲疲劳强度的影响。采用此工艺，圆角处硬化层深度达１．５ｍｍ以上，残余压应力水平高且分布较姨，弯曲疲劳强度大于２７５４Ｎ．ｍ，比未圆角强化曲轴提高８５％以上。     

基于ADAMS/Vibration的曲轴受迫振动分析

在对刚柔耦合曲轴系模型建立的基础上,给出了曲轴受迫振动的分析方法,利用Adams/Vibration软件对给定载荷条件下的曲轴扭转振动进行了动态仿真,仿真计算结果表明,在曲轴圆角处的位移和速度有一突变,说明在圆角处易产生变形,与实际相符.     

滚轮滚压光整效果与滚压量关系的解析分析和试验验证

将滚轮滚压加工过程视为平面应变力学情形,利用Boussinesq-Flamant问题的求解根据Von Mises屈服准则得出了滚压局部发生微塑性变形的区域,根据Hertz接触理论得出了滚压接触压力分布,得出了滚压过程中工件和工具的应力分布.考虑零件的粗糙表面形态,得出了构成滚压量的各因素如机床变形,滚压工具变形,工件整体变形,工件滚压局部基体塑性变形和弹性变形以及粗糙表面变形的滚压力参数方程,然后根据参数方程得出了滚压光整效果与滚压量的关系.就单滚轮式外圆滚压和复合滚柱式内孔滚压两种最典型的滚压形式对预测结果与试验结果进行了对比,证明了推理假设和公式的有效性.     

CSP连轧过程变形的有限元分析

借助Marc商用软件,采用弹塑性大变形热力耦合有限元法,对薄板坯CSP连轧过程的变形过程进行模拟,分析了轧制过程中各道次轧件等效应力、等效应变、等效应变速率和轧制力的变化．结果表明：在轧制变形区内,等效应变沿轧制方向逐渐增大,在轧件出口处达到最大值;而在轧件入口表面附近等效应力和等效应变速率最大;在轧制稳定阶段．轧制力在微小范围内波动;轧制力模拟值与实测值基本一致．分析结果可以为工业生产提供参考．     

基于DOE设计的曲轴结构优化

曲轴是发动机中的重要零件,将活塞的往复运动转换为旋转运动.曲轴强度直接影响发动机的可靠性及使用寿命,而结构参数直接影响曲轴强度.在同一边界条件下,研究7个曲轴结构参数单因素变化对曲轴强度的影响;通过部分因子试验确定影响曲轴强度的主效应参数;利用响应面设计研究主效应因素多参数变化对曲轴强度的影响.结果表明:平衡重大端半径、连杆轴颈长度、平衡重厚度、主轴颈圆角4个参数是影响曲轴强度的主效应因子;应用响应面法优化设计曲轴强度,优化后曲轴应力最小值为86.592 MPa,较原模型减少31.3%.     

中厚板精轧机机架强度和刚度分析

利用ANSYS有限元分析法,对某钢厂3500中厚板精轧机进行强度和刚度分析,得出了在轧钢载荷下的应力应变数据。确定了机架的最大应力位于支撑压下螺母的圆环面上及立柱和上、下横梁连接处的过渡圆角位置,通过采取增大接触面积和过渡圆角半径的方法来减小危险点的应力。揭示了机架结构的薄弱环节,为轧机刚度与强度设计及其工程分析提供了更为可靠的科学依据。     

基于条元法的异步轧制金属三维塑性变形分析

采用条元法分析了异步轧制条件下金属在变形区内的变形情况,建立了适用于异步轧制的轧制压力公式及中性点坐标公式,并在计算摩擦力时考虑了粘着区的存在。通过仿真分析,得到了异步轧制条件下变形区内摩擦力的分布规律及应力、应变的分布规律,最后分析了不同速比对等效应力的影响以及不同入口厚度对轧制压力的影响。     

内结合圆角处含有裂纹的曲轴动力学模型

建立裂纹曲轴的动力学模型,对裂纹曲轴的非线性动力学进行仿真与分析.针对内结合圆角处出现常见裂纹的曲轴,采用Timoshenko梁单元与裂纹梁单元相结合的方法建立其有限元模型;根据裂纹曲轴运动的特点及工作过程中裂纹开闭的实际情况,提出在旋转坐标系下建立其非线性振动模型.以一四缸发动机的曲轴为例,对含不同深度裂纹曲轴的振动响应进行了仿真计算,对其扭振、纵振及弯曲振动的频谱特性进行分析,提取并总结了裂纹曲轴动力学的一些特征.研究表明,所提出的裂纹曲轴动力学模型简洁且容易实现,裂纹曲轴的动力学特性分析为曲轴裂纹故障诊断奠定了理论基础.     

热轧带钢精轧过程高精度轧制力预测模型

轧制力模型的计算精度直接影响热轧带钢厚度控制精度,目前大多数轧制力模型都把轧制压力分解成应力状态影响系数和变形抗力的乘积.选用与西姆斯公式吻合较好美坂佳助公式作为应力状态影响系数模型,并考虑残余应变的影响,建立了高精度轧制力预测模型.分析了残余应变对普碳钢和合金钢轧制力的影响,给出了带钢热连轧机组残余应变工程计算方法.现场应用结果表明,该轧制力模型具有较高的预测精度,可以满足在线要求.     

曲轴的参数化有限元分析

建立有限元数学分析模型来分析曲轴的受力情况及主要损坏方式,模拟施加载荷及约束。利用有限元分析软件对曲轴进行参数化分析,分析曲轴所受的最大拉应力及最大剪应力、应力分布图,找到曲轴的易损坏点。建立了曲轴拉应力随尺寸变化方程,为曲轴的防护或改进提供了理论依据。     

往复泵曲轴受力分析

五缸往复泵相比同功率三缸泵具有体积小,运移方便等优点,五缸泵由于考虑到平衡,在曲轴上曲拐的分布上具有明显的特点,相邻曲拐间的角度是144度,这样曲轴受力状态更加复杂。尤其是增加曲轴轴承约束后,产生的静不定问题。通过建立曲轴以角度为变量的受力表达式,利用Mathcad软件得到曲轴在各个状态的受力状况,同时通过Ansys有限元分析工具得到各个状态的应力分布图,得出五拐曲轴扭矩更加平稳的结论,解释了为何正常工况下使用顺时针,即便是逆时针对曲轴强度更有利。对曲轴的校核和做进一步的优化有重要参考价值。