連桿作為汽車發(fā)動機的重要零部件,其輕量化設(shè)計和生產(chǎn)質(zhì)量對于發(fā)動機的性能具有重要影響。粉末鍛造技術(shù)兼具粉末冶金和精密鍛造兩種工藝的優(yōu)點,生產(chǎn)出的粉鍛連桿性能好、重量輕、成本低,因此粉鍛連桿在當(dāng)今汽車產(chǎn)量趨穩(wěn)而追求質(zhì)量與輕量化的背景下,具有很好的應(yīng)用前景。目前國產(chǎn)發(fā)動機連桿大多為鋼鍛件,粉鍛連桿大部分依賴進口,因而實現(xiàn)粉鍛連桿的自主研發(fā)與生產(chǎn)有助于提升我國汽車行業(yè)水平。粉末鍛造過程變形復(fù)雜,傳統(tǒng)的實驗方法無法準(zhǔn)確便捷地了解粉末鍛造過程中材料的變形情況和變形規(guī)律,且成本高、周期長。因此借助數(shù)值模擬技術(shù),研究粉鍛連桿成形過程和工藝參數(shù)對連桿成形質(zhì)量的影響規(guī)律,對于優(yōu)化預(yù)制坯設(shè)計和提升連桿質(zhì)量具有重要的指導(dǎo)意義。本文以某型號粉末鍛造連桿為研究對象,通過UG軟件建立了粉鍛連桿數(shù)值模擬模型,基于實際生產(chǎn)情況確定了傳熱過程和鍛造工藝參數(shù),在此基礎(chǔ)上分析獲得了粉鍛過程中連桿致密順序、致密程度、致密均勻性、溫度場、應(yīng)力和應(yīng)變分布、載荷等方面的規(guī)律,得到了粉末鍛造連桿的致密過程,揭示了連桿預(yù)制坯設(shè)計的不足之處。借助有限元分析軟件DEFORM,通過研究粉鍛連桿中相對密度平均值、特征點密度變化、相對密度標(biāo)準(zhǔn)差、... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 粉末鍛造工藝概況
        1.2.1 粉末冶金發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 粉末鍛造原理
    1.3 粉末鍛造連桿發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 粉末鍛造連桿特點
        1.3.2 國外粉末鍛造連桿的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 國內(nèi)粉末鍛造連桿的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 論文選題意義和研究內(nèi)容
        1.4.1 論文選題意義
        1.4.2 論文研究內(nèi)容
第2章 粉末鍛造連桿的有限元分析建模及其模擬
    2.1 多孔材料變形致密理論
        2.1.1 粉末材料鍛造過程中的受力情況
        2.1.2 粉末材料的屈服準(zhǔn)則
        2.1.3 粉末鍛造過程中的變形特征
    2.2 粉鍛連桿有限元模型的建立
        2.2.1 DEFORM軟件簡介
        2.2.2 粉鍛連桿幾何模型建立
        2.2.3 粉鍛連桿的網(wǎng)格劃分
    2.3 有限元模型的參數(shù)設(shè)置
        2.3.1 預(yù)制坯材料及其初始相對密度
        2.3.2 傳熱過程和鍛造參數(shù)設(shè)置
    2.4 連桿粉末鍛造的數(shù)值模擬
        2.4.1 連桿粉鍛致密規(guī)律
        2.4.2 連桿粉鍛過程中溫度變化
        2.4.3 連桿粉鍛過程中應(yīng)力和應(yīng)變
        2.4.4 連桿粉鍛過程中的載荷變化
    2.5 小結(jié)
第3章 工藝參數(shù)對粉鍛連桿致密性的影響規(guī)律
    3.1 影響粉末鍛造致密與成形的工藝參數(shù)
    3.2 鍛造速度對連桿致密程度的影響
    3.3 初始相對密度對連桿致密程度的影響
    3.4 鍛造溫度對連桿致密程度的影響
    3.5 模具預(yù)熱溫度對連桿致密程度的影響
    3.6 摩擦狀況對連桿致密程度的影響
    3.7 小結(jié)
第4章 粉末預(yù)制坯鍛造致密規(guī)律研究
    4.1 預(yù)制坯的設(shè)計原則
    4.2 均勻密度預(yù)制坯鍛造過程致密規(guī)律研究
        4.2.1 圓環(huán)預(yù)制坯鐓粗過程的數(shù)值模擬
        4.2.2 圓環(huán)預(yù)制坯閉式模鍛的數(shù)值模擬
    4.3 非均勻密度預(yù)制坯鍛造過程致密規(guī)律研究
        4.3.1 非均勻密度方形預(yù)制坯的鍛造致密規(guī)律
        4.3.2 密度差對方形預(yù)制坯的致密性的影響
        4.3.3 圓柱形預(yù)制坯的非均勻密度鍛造分布規(guī)律
        4.3.4 圓環(huán)形預(yù)制坯的非均勻密度鍛造分布規(guī)律
    4.4 小結(jié)
第5章 提高粉鍛連桿致密均勻性的措施及生產(chǎn)驗證
    5.1 預(yù)制坯非均勻密度分布的數(shù)值模擬
    5.2 預(yù)制坯形狀優(yōu)化設(shè)計
    5.3 非均勻密度分布預(yù)制坯密度測定
    5.4 小結(jié)
第6章 結(jié)論和展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
學(xué)位論文評閱及答辯情況表



本文編號：3221635