連桿在汽車、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)中起著至關(guān)重要的作用,隨著節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)越來越受重視,汽車、摩托車等都朝著輕量化、綠色節(jié)能方向發(fā)展,對各種零部件的要求也更加嚴(yán)格。本文選用某型摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿作為對象,利用DEFORM-3D有限元模擬軟件,研究了使用粉末鍛造方法對其進(jìn)行成形的整個(gè)過程,揭示了粉末鍛造過程中,連桿內(nèi)部金屬流動(dòng)情況,分析了該過程中鍛造連桿坯致密化規(guī)律和應(yīng)力分布規(guī)律,深入揭示了粉末鍛造連桿的成形機(jī)理,并討論了采用兩種可能的新工藝(雙向壓縮方式和預(yù)鍛件密度非均勻分布)。模擬結(jié)果表明,工藝參數(shù)如鍛造速度、鍛造溫度、預(yù)鍛件初始密度和模具溫度等對粉末鍛造連桿成形過程有重要影響。隨著鍛造速度的增加,鍛件達(dá)到致密化所需時(shí)間減少,當(dāng)鍛造速度從1mm/s上升到2mm/s時(shí),密度變化趨于平穩(wěn),而當(dāng)速度上升到3mm/s時(shí),密度變化又出現(xiàn)波動(dòng);鍛件最大應(yīng)力隨著鍛造速度的增大而減小,并且不同部位遵循不同的規(guī)律。隨著鍛造溫度的上升,鍛件致密化過程加快,且連桿各部位密度變化更加趨于一致;鍛件最大應(yīng)力隨鍛造溫度的上升而增大。隨著預(yù)斷件初始密度的增大,鍛件達(dá)到致密化的時(shí)間縮短,且各部位密度變化更加均勻一致;最大應(yīng)力不同部位變化規(guī)律不同。隨著模具溫度的升高,對鍛件密度的變化影響甚小,但是對鍛后鍛件的溫度有較大影響,當(dāng)模具溫度從200℃上升到400℃時(shí),鍛件溫度從400℃上升到600℃;最大應(yīng)力隨模具溫度的上升而下降,且各部位變化均勻一致。當(dāng)采用雙向壓縮方式時(shí),鍛件密度上升均勻一致,且最大應(yīng)力明顯降低;當(dāng)采用不均勻初始密度時(shí),密度同樣能達(dá)到一致,而最大應(yīng)力值在各部位也保持一致。
【學(xué)位單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：U483;TG316
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
        1.1.1 連桿生產(chǎn)現(xiàn)狀
        1.1.2 粉末鍛造連桿特點(diǎn)
        1.1.3 本課題研究的意義
    1.2 國內(nèi)外粉末鍛造連桿研究與應(yīng)用
        1.2.1 國外粉鍛發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.2 高強(qiáng)度粉鍛連桿材料研究的新進(jìn)展
        1.2.3 國內(nèi)粉末鍛造技術(shù)發(fā)展概況
    1.3 研究內(nèi)容及研究思路
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 研究思路
第二章 粉末鍛造連桿的數(shù)值模擬
    2.1 DEFORM有限元模擬軟件簡介
        2.1.1 DEFORM軟件介紹
        2.1.2 DEFORM軟件特色
    2.2 粉末鍛造塑性變形理論
        2.2.1 粉末材料屈服準(zhǔn)則的物理意義和幾何意義
        2.2.2 粉末材料預(yù)成型坯受力形式
        2.2.3 粉體材料變形特性
        2.2.4 粉體材料變形方程
    2.3 粉末鍛造連桿預(yù)鍛件及鍛模的建模和網(wǎng)格劃分
        2.3.1 預(yù)鍛件的建模與網(wǎng)格劃分
        2.3.2 鍛模的建模和網(wǎng)格劃分
    2.4 計(jì)算條件及工藝參數(shù)的設(shè)置
        2.4.1 初始條件
        2.4.2 邊界條件
        2.4.3 工藝參數(shù)
第三章 工藝參數(shù)對粉末鍛造連桿成形過程中應(yīng)力的影響
    3.1 變形速度的分布
    3.2 應(yīng)力分析
        3.2.1 鍛造速度對應(yīng)力分布的影響
        3.2.2 鍛造溫度對應(yīng)力分布的影響
        3.2.3 預(yù)鍛件密度對應(yīng)力分布的影響
        3.2.4 模具初始溫度對應(yīng)力分布的影響
第四章 工藝參數(shù)對粉末鍛造連桿密度的影響
    4.1 粉體材料成形
    4.2 工藝參數(shù)對粉末鍛造連桿密度的影響
        4.2.1 密度的分布規(guī)律
        4.2.2 鍛造速度對密度的影響
        4.2.3 鍛造溫度對密度的影響
        4.2.4 預(yù)鍛件密度對密度的影響
    4.3 溫度測試驗(yàn)證模擬結(jié)果
第五章 粉末鍛造連桿新工藝探索及展望
    5.1 雙向壓縮方式
    5.2 預(yù)鍛件密度非均勻分布
    5.3 粉末鍛造連桿技術(shù)展望
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2882127