本文關(guān)鍵詞：發(fā)動機氣門熱鍛模熱機復(fù)合疲勞失效分析

  更多相關(guān)文章： 氣門熱鍛模 熱機耦合 疲勞壽命 組合凹模

【摘要】：氣門是汽車配件中的一個重要零件。氣門成形過程中,模具工作環(huán)境惡劣,尤其是凹模R根部表面區(qū)域,由于承受周期性變化的高應(yīng)力、摩擦力和熱應(yīng)力等,使模具表面易發(fā)生磨損、拉傷甚至開裂,導(dǎo)致模具壽命降低,增大了氣門成形過程中的生產(chǎn)成本,降低了生產(chǎn)效率。因此有必要對氣門熱鍛模成形過程中的受力情況和溫度分布進行研究,找到其發(fā)生失效的主要原因。同時需要尋求一種更便捷有效的方式來準確的預(yù)測其壽命狀況,為實際生產(chǎn)提供指導(dǎo)。本論文以成形氣門的失效凹模分析統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。通過有限元軟件MSC. Marc對不同成形時間和冷卻時間下的成形過程進行模擬,并根據(jù)結(jié)果文件對凹模進行低周疲勞壽命分析。實現(xiàn)以模擬的方法替代具體的實驗操作對鍛模進行受力分析和疲勞失效分析。最后提出合理的改善措施以提高模具的實際使用壽命并通過模擬進行驗證分析。具體研究內(nèi)容有：1)對工廠的失效模具進行統(tǒng)計。結(jié)果表明：凹模的主要失效形式有起皺、開裂、拉傷、變形等；失效基本都發(fā)生在凹模的R部位；凹模的平均壽命在1100次左右。通過顯微電鏡、SEM掃描電鏡對取樣進行失效分析,分析結(jié)果表明失效發(fā)生的主要原因是凹模R部位產(chǎn)生了接觸疲勞、冷熱疲勞、疲勞裂紋和磨損等。2)通過有限元軟件MSC. Marc對氣門成形過程進行熱-機耦合模擬分析,研究成形過程中凹模的應(yīng)力、應(yīng)變、溫度變化情況,并研究了不同成形時間和冷卻時間對凹模受力和溫度的影響。結(jié)果表明：高應(yīng)力和高溫度主要集中于凹模的R部位,最大值分別為1300MPa和500℃左右；成形時間的長短對溫度的影響較小,應(yīng)力值則隨著成形時間的延長而下降,在1s時得到最小值；冷卻時間的長短對內(nèi)應(yīng)力值的影響較小,溫度則隨著冷卻時間的延長而降低,在超過10s后下降趨勢較小。3)根據(jù)模擬所得結(jié)果文件通過MSC. Fatigue軟件對凹模進行熱機復(fù)合疲勞壽命分析。研究了不同成形時間和冷卻時間下凹模的疲勞壽命情況。結(jié)果表明：低壽命區(qū)集中于凹模的R部位,最低疲勞壽命值為1151次；隨著成形時間的越長凹模疲勞壽命呈上升趨勢,直到1s后疲勞壽命無明顯變化；冷卻時間在10s內(nèi)時壽命值相差不大,超過l0s后疲勞壽命值反而所有降低。4)為提高凹模壽命,根據(jù)統(tǒng)一強度理論重新設(shè)計了一套組合凹模,并通過有限元軟件進行模擬分析。結(jié)果表明：組合凹模間合理的過盈配合能有效提高模具的疲勞壽命,改善后凹模的疲勞壽命提高至1889次,與整體凹模的疲勞壽命值相比提高60%左右。
【關(guān)鍵詞】：氣門熱鍛模 熱機耦合 疲勞壽命 組合凹模
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG315.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 引言14
• 1.2 相關(guān)內(nèi)容國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 氣門成形加工14-15
• 1.2.2 鍛模失效分析15-16
• 1.2.3 模具疲勞模擬分析16-18
• 1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容18-19
• 1.3.1 課題來源18
• 1.3.2 課題研究的目標(biāo)與主要內(nèi)容18-19
• 1.4 本章小結(jié)19-20
• 第二章 氣門熱鍛模具及其失效分析20-38
• 2.1 模具失效概述20-21
• 2.2 模具失效分析方法概述21
• 2.3 氣門熱鍛模的壽命統(tǒng)計21-25
• 2.4 主要失效類型與試樣分析25-37
• 2.4.1 表面起皺26-32
• 2.4.2 開裂或微小裂紋32-35
• 2.4.3 凹模R部位變形35-36
• 2.4.4 凹模R部位拉傷36-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第三章 氣門成形過程數(shù)值模擬38-58
• 3.1 有限元法及軟件介紹38-40
• 3.2 有限元模型建立40-44
• 3.3 模擬結(jié)果分析與討論44-51
• 3.3.1 等效應(yīng)力分布規(guī)律45-47
• 3.3.2 溫度分布規(guī)律47-49
• 3.3.3 應(yīng)變分布規(guī)律49-51
• 3.4 不同成形時間的影響51-54
• 3.5 不同冷卻時間的影響54-57
• 3.6 本章小結(jié)57-58
• 第四章 凹模熱機復(fù)合疲勞壽命分析58-69
• 4.1 MSC.Fatigue軟件介紹58-59
• 4.2 疲勞壽命估算方法59
• 4.3 凹模疲勞壽命分析59-64
• 4.3.1 疲勞求解參數(shù)59-60
• 4.3.2 模具材料60-61
• 4.3.3 加載載荷61-62
• 4.3.4 疲勞結(jié)果分析62-64
• 4.4 成形時間對凹模疲勞壽命的影響64-66
• 4.5 冷卻時間對凹模疲勞壽命的影響66-68
• 4.6 本章小結(jié)68-69
• 第五章 模具結(jié)構(gòu)改進分析69-81
• 5.1 模具改進方法選擇69-70
• 5.2 組合凹模設(shè)計70-71
• 5.3 針對組合凹模的成形過程模擬71-77
• 5.3.1 預(yù)應(yīng)力分析72
• 5.3.2 成形過程模擬72-73
• 5.3.3 成形過程中應(yīng)力和溫度分布規(guī)律分析73-77
• 5.4 組合凹模的疲勞壽命預(yù)測77-80
• 5.5 本章小結(jié)80-81
• 結(jié)論與展望81-84
• 參考文獻84-88
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文88-90
• 致謝90

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張安德;;復(fù)雜凹模(刃口)的簡易加工方法[J];模具制造;2009年10期

2 林祥偉;;組合凹模壓合后凹模內(nèi)徑的收縮量[J];模具技術(shù);1986年02期

3 盧險峰;;薄刃口組合圓凹模強度設(shè)計之再探[J];模具技術(shù);1988年04期

4 盧險峰;姚卿梅;楊小平;;薄刃口組合圓凹模的強度測試[J];模具技術(shù);1989年05期

5 李志剛;洪鏞熙;陳召云;肖祥芷;;拼塊凹模的自動分割方法[J];鍛壓技術(shù);1990年05期

6 陳士恬 ,謝飛 ,黃志榮;硼氮復(fù)合滲提高電池鐵殼環(huán)邊凹模的壽命[J];江蘇化工學(xué)院學(xué)報;1991年04期

7 王榮濱,紅梅;精密冷沖凹模微變形淬火[J];機械工人(熱加工);1992年11期

8 萬時清;錐形凹模拉伸探討[J];模具工業(yè);1994年03期

9 李瓊;平面擠壓凹模型腔的設(shè)計[J];長沙交通學(xué)院學(xué)報;1999年02期

10 婁華威,高錦張;基于厚壁圓筒理論的組合凹模優(yōu)化設(shè)計[J];機械制造與自動化;2003年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 黃q駛，

本文編號：1134032