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

  更多相關(guān)文章： 氣門熱鍛模 熱機(jī)耦合 疲勞壽命 組合凹模

【摘要】：氣門是汽車配件中的一個(gè)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(jìn)行研究,找到其發(fā)生失效的主要原因。同時(shí)需要尋求一種更便捷有效的方式來準(zhǔn)確的預(yù)測其壽命狀況,為實(shí)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(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。通過有限元軟件MSC. Marc對不同成形時(shí)間和冷卻時(shí)間下的成形過程進(jìn)行模擬,并根據(jù)結(jié)果文件對凹模進(jìn)行低周疲勞壽命分析。實(shí)現(xiàn)以模擬的方法替代具體的實(shí)驗(yàn)操作對鍛模進(jìn)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(shí)際使用壽命并通過模擬進(jìn)行驗(yàn)證分析。具體研究內(nèi)容有：1)對工廠的失效模具進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。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(jìn)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(jìn)行熱-機(jī)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(shí)間和冷卻時(shí)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(shí)間的長短對溫度的影響較小,應(yīng)力值則隨著成形時(shí)間的延長而下降,在1s時(shí)得到最小值；冷卻時(shí)間的長短對內(nèi)應(yīng)力值的影響較小,溫度則隨著冷卻時(shí)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(jìn)行熱機(jī)復(fù)合疲勞壽命分析。研究了不同成形時(shí)間和冷卻時(shí)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(shí)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(shí)間在10s內(nèi)時(shí)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(qiáng)度理論重新設(shè)計(jì)了一套組合凹模,并通過有限元軟件進(jìn)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(jī)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(jì)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(shí)間的影響51-54
• 3.5 不同冷卻時(shí)間的影響54-57
• 3.6 本章小結(jié)57-58
• 第四章 凹模熱機(jī)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(shí)間對凹模疲勞壽命的影響64-66
• 4.5 冷卻時(shí)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(jìn)分析69-81
• 5.1 模具改進(jìn)方法選擇69-70
• 5.2 組合凹模設(shè)計(jì)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(xiàn)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(xiàn)】

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中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 黃q駛，

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