曲拐是發(fā)動機(jī)中的核心零件之一,在機(jī)車和船舶上應(yīng)用非常廣泛。它的主要作用是將發(fā)動機(jī)各缸的往復(fù)功匯總在一起,而后再以回轉(zhuǎn)運(yùn)動的方式將其傳遞出去,除此之外,曲拐還擔(dān)負(fù)著驅(qū)動燃油泵、機(jī)油泵、水泵、配氣機(jī)構(gòu)以及其他輔助裝置的任務(wù)。船用曲拐是船用柴油機(jī)的重要部件,對船舶的安全起著非常重要的作用。曲拐運(yùn)轉(zhuǎn)時的工作狀態(tài)極其復(fù)雜,需要承受著時刻交替變化的扭轉(zhuǎn)、彎曲、壓縮等載荷作用,因此,對材料的硬度、強(qiáng)度、殘余應(yīng)力和內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)有嚴(yán)格的要求。本文通過實(shí)驗(yàn)測定和軟件計算的方法,建立了42CrMo鋼退火組織和奧氏體組織的熱物性參數(shù)（比熱容、密度、導(dǎo)熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)、相變潛熱）的數(shù)據(jù)庫。采用同步熱分析儀測定了42CrMo鋼在不同溫度下的比熱容。利用材料性能計算軟件JMatPro計算得到了密度、導(dǎo)熱系數(shù)、相變潛熱和熱膨脹系數(shù)。在對42CrMo鋼船用曲拐熱處理過程中的傳熱學(xué)行為進(jìn)行了全面分析的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地考慮了各種熱物性參數(shù)隨組織和溫度變化而發(fā)生變化的特點(diǎn),并根據(jù)這些特點(diǎn)采用Fortran語言編寫了溫度場和組織場的用戶子程序;利用Pro/E軟件建立了船用曲拐的四分之一三維幾何模型并結(jié)合有限元模擬軟件ABAQU... 

【文章來源】：昆明理工大學(xué)云南省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

船用曲拐Fig.1.1Marinecrankshaft.

第一章緒論3在熱處理過程中的溫度、組織以及應(yīng)力的分布情況，從而為工藝制定提供科學(xué)依據(jù)。1.2熱處理過程特點(diǎn)熱處理過程主要包括溫度、組織、應(yīng)力應(yīng)變?nèi)矫娴淖兓�，而且它們之間相互影響相互作用，其關(guān)系如圖1.2所示。圖1.2溫度─組織─應(yīng)力相互關(guān)系示意圖Fig.1.2Thediagramoftemperature-microstructure-stressrelationship.溫度和組織的關(guān)系：對于連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變，溫度的變化直接影響著相變的進(jìn)程；對于等溫組織轉(zhuǎn)變，溫度會對相變速度和相變類型產(chǎn)生影響�？偠灾�，溫度是決定相變能否進(jìn)行的主要因素。反過來，發(fā)生相變時也會有潛熱產(chǎn)生，進(jìn)而影響溫度分布。應(yīng)力應(yīng)變和溫度的關(guān)系：材料的各部分溫度不同，熱脹冷縮的程度不同，引起材料的體積發(fā)生變化，就致使熱應(yīng)力產(chǎn)生；材料在較大的熱應(yīng)力或其他外加載荷作用下會發(fā)生變形，同時，應(yīng)力做功也對溫度場產(chǎn)生影響。組織轉(zhuǎn)變和應(yīng)力應(yīng)變的關(guān)系：淬火過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致材料發(fā)生了相變塑性變形，從而使得工件內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變場發(fā)生重新分布；同時應(yīng)力應(yīng)變反過來

第二章熱處理過程數(shù)值模擬基本原理23b=ln(11)1（2.15）由于轉(zhuǎn)變量與等溫時間都和溫度有關(guān)，因此，n、b值也隨著溫度的改變而發(fā)生變化。公式（2.13）表示的是在等溫情況下的組織轉(zhuǎn)變過程，在研究連續(xù)冷卻過程中不能夠直接應(yīng)用，可先通過對時間離散的方式，將連續(xù)冷卻過程轉(zhuǎn)化為等溫階梯冷卻過程（如圖2.2（a）），再運(yùn)用疊加法則[63-66]把不同溫度下的孕育率進(jìn)行累加�？偭窟_(dá)到1時，奧氏體分解為鐵素體及碳化物開始發(fā)生，孕育率算法如下：∑n=1=1（2.16）式中：為第i個微小等溫過程經(jīng)歷的時間，為時間段內(nèi)的等溫溫度所對應(yīng)的相變孕育期。同理，在進(jìn)行組織轉(zhuǎn)變量計算時，需要先構(gòu)建一個虛擬轉(zhuǎn)變時間，而后再利用疊加法則進(jìn)行組織轉(zhuǎn)變量的計算（見圖2.2（b））。數(shù)學(xué)模型如下：+1=[ln(1)+1]1+1（2.17）+1={1[+1(+1+)+1]}（2.18）式中：為在溫度下保持時間后的轉(zhuǎn)變量，在進(jìn)行+1溫度下的轉(zhuǎn)變計算時，須先將溫度下的轉(zhuǎn)變量，利用公式（2.17）計算出+1溫度時所需等溫時間+1。圖2.2基于TTT曲線的相變量計算模型示意圖Fig.2.2SchematicofphasecalculationmodelbasedonTTTcurve.(a)(b)

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3033564