船舶柴油机喷油泵滚轮切削残余应力分析与研究
发布时间：2025-01-14 07:48
金属切削加工是高温、高应变和高应变率的复杂加工过程,在切削加工过程中,由于机械挤压、温度变化和材料组织相变引起不均匀的大塑性变形,工件内部会产生残余应力,残余应力对工件的工作性能有很大的影响。滚轮作为船舶柴油机中的关键零件,切削加工中产生的残余应力对其影响很大,尤其残余拉应力会使工件在工作过程中产生微裂纹甚至发生开裂现象。为了掌握柴油机喷油泵中的滚轮在切削加工中残余应力的分布规律,本文重点研究了切削加工(车削、磨削)工艺参数对滚轮残余应力沿深度方向分布的影响规律,为滚轮实际切削加工中控制残余应力提供依据。本文从有限元仿真和试验测量两方面对滚轮切削加工的残余应力进行了研究。首先,应用DEFORM-3D有限元仿真软件对滚轮车削工艺的残余应力进行了模拟,研究了工艺参数(切削速度、进给量、切削深度、刀具前角、刀具后角)对滚轮残余应力沿深度方向分布的影响规律。然后,通过建立砂轮的单颗磨粒模型,对滚轮磨削工艺的残余应力进行了模拟,研究了工艺参数(砂轮线速度、工件圆周进给速度、磨削深度)对滚轮残余应力沿深度方向分布的影响规律。建立了砂轮的多颗磨粒模型,选取了一组和单颗磨粒磨削仿真相同的磨削参数进行仿真...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 滚轮的工作原理与制造工艺
1.2.1 滚轮的工作原理
1.2.2 滚轮的制造工艺
1.3 切削加工残余应力的研究状况
1.3.1 切削加工残余应力的国外研究状况
1.3.2 切削加工残余应力的国内研究状况
1.4 研究的主要内容及章节安排
2 残余应力理论基础
2.1 残余应力及其分类
2.1.1 残余应力的界定
2.1.2 残余应力的分类
2.2 残余应力的产生
2.2.1 切削残余应力的产生
2.2.2 磨削残余应力的产生
2.3 残余应力的影响和调控
2.3.1 残余应力的影响
2.3.2 残余应力的调控
2.4 本章小结
3 基于DEFORM-3D的滚轮车削残余应力仿真研究
3.1 切削加工的有限元仿真方法
3.1.1 弹塑性有限元分析的理论基础
3.1.2 有限元软件的选择
3.2 滚轮车削工艺的有限元仿真
3.2.1 材料参数与模型的建立
3.2.2 模拟方案的确定
3.3 滚轮车削残余应力模拟过程
3.3.1 有限元模拟参数设置
3.3.2 残余应力仿真过程
3.3.3 残余应力的获取
3.4 滚轮车削残余应力有限元仿真结果分析
3.4.1 切削速度对残余应力分布的影响
3.4.2 进给量对残余应力分布的影响
3.4.3 切削深度对残余应力分布的影响
3.4.4 刀具前角对残余应力分布的影响
3.4.5 刀具后角对残余应力分布的影响
3.5 本章小结
4 基于DEFORM-3D的滚轮磨削残余应力仿真研究
4.1 磨削仿真机理的研究
4.1.1 磨粒的工作原理
4.1.2 磨粒加工的热、力理论基础
4.2 滚轮磨削有限元模型的建立
4.2.1 单颗磨粒和滚轮模型的建立
4.2.2 滚轮磨削模拟方案的确定
4.3 滚轮磨削残余应力模拟过程
4.3.1 有限元模拟参数设置
4.3.2 残余应力仿真过程
4.3.3 残余应力的获取
4.4 滚轮磨削残余应力有限元仿真结果分析
4.4.1 砂轮线速度对残余应力分布的影响
4.4.2 工件圆周进给速度对残余应力分布的影响
4.4.3 磨削深度对残余应力分布的影响
4.5 多颗磨粒有限元仿真
4.5.1 多颗磨粒有限元模型的建立
4.5.2 多颗磨粒有限元仿真结果及分析
4.6 本章小结
5 滚轮残余应力的测量试验
5.1 残余应力的测量与X射线衍射法
5.1.1 残余应力的测量方法
5.1.2 X射线衍射法的基本原理
5.2 滚轮残余应力的测量
5.2.1 残余应力测量设备
5.2.2 滚轮车削工艺残余应力的测量结果
5.2.3 滚轮磨削工艺残余应力的测量结果
5.2.4 滚轮研磨工艺残余应力的测量结果
5.2.5 滚轮酸洗工艺残余应力的测量结果
5.2.6 滚轮表面浸渍涂层工艺残余应力的测量结果
5.3 切削残余应力测量与仿真结果对比
5.3.1 滚轮车削残余应力测量与仿真结果对比
5.3.2 滚轮磨削残余应力测量与仿真结果对比
5.3.3 误差分析
5.4 本章小结
6 滚轮切削加工的工艺参数选择
6.1 滚轮车削工艺参数的选择
6.1.1 车削工艺参数对滚轮残余应力影响分析
6.1.2 车削残余应力的工艺参数控制
6.2 滚轮磨削工艺参数的选择
6.2.1 磨削工艺参数对滚轮残余应力影响分析
6.2.2 磨削残余应力的工艺参数控制
6.3 本章小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
本文编号：4026632
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 滚轮的工作原理与制造工艺
1.2.1 滚轮的工作原理
1.2.2 滚轮的制造工艺
1.3 切削加工残余应力的研究状况
1.3.1 切削加工残余应力的国外研究状况
1.3.2 切削加工残余应力的国内研究状况
1.4 研究的主要内容及章节安排
2 残余应力理论基础
2.1 残余应力及其分类
2.1.1 残余应力的界定
2.1.2 残余应力的分类
2.2 残余应力的产生
2.2.1 切削残余应力的产生
2.2.2 磨削残余应力的产生
2.3 残余应力的影响和调控
2.3.1 残余应力的影响
2.3.2 残余应力的调控
2.4 本章小结
3 基于DEFORM-3D的滚轮车削残余应力仿真研究
3.1 切削加工的有限元仿真方法
3.1.1 弹塑性有限元分析的理论基础
3.1.2 有限元软件的选择
3.2 滚轮车削工艺的有限元仿真
3.2.1 材料参数与模型的建立
3.2.2 模拟方案的确定
3.3 滚轮车削残余应力模拟过程
3.3.1 有限元模拟参数设置
3.3.2 残余应力仿真过程
3.3.3 残余应力的获取
3.4 滚轮车削残余应力有限元仿真结果分析
3.4.1 切削速度对残余应力分布的影响
3.4.2 进给量对残余应力分布的影响
3.4.3 切削深度对残余应力分布的影响
3.4.4 刀具前角对残余应力分布的影响
3.4.5 刀具后角对残余应力分布的影响
3.5 本章小结
4 基于DEFORM-3D的滚轮磨削残余应力仿真研究
4.1 磨削仿真机理的研究
4.1.1 磨粒的工作原理
4.1.2 磨粒加工的热、力理论基础
4.2 滚轮磨削有限元模型的建立
4.2.1 单颗磨粒和滚轮模型的建立
4.2.2 滚轮磨削模拟方案的确定
4.3 滚轮磨削残余应力模拟过程
4.3.1 有限元模拟参数设置
4.3.2 残余应力仿真过程
4.3.3 残余应力的获取
4.4 滚轮磨削残余应力有限元仿真结果分析
4.4.1 砂轮线速度对残余应力分布的影响
4.4.2 工件圆周进给速度对残余应力分布的影响
4.4.3 磨削深度对残余应力分布的影响
4.5 多颗磨粒有限元仿真
4.5.1 多颗磨粒有限元模型的建立
4.5.2 多颗磨粒有限元仿真结果及分析
4.6 本章小结
5 滚轮残余应力的测量试验
5.1 残余应力的测量与X射线衍射法
5.1.1 残余应力的测量方法
5.1.2 X射线衍射法的基本原理
5.2 滚轮残余应力的测量
5.2.1 残余应力测量设备
5.2.2 滚轮车削工艺残余应力的测量结果
5.2.3 滚轮磨削工艺残余应力的测量结果
5.2.4 滚轮研磨工艺残余应力的测量结果
5.2.5 滚轮酸洗工艺残余应力的测量结果
5.2.6 滚轮表面浸渍涂层工艺残余应力的测量结果
5.3 切削残余应力测量与仿真结果对比
5.3.1 滚轮车削残余应力测量与仿真结果对比
5.3.2 滚轮磨削残余应力测量与仿真结果对比
5.3.3 误差分析
5.4 本章小结
6 滚轮切削加工的工艺参数选择
6.1 滚轮车削工艺参数的选择
6.1.1 车削工艺参数对滚轮残余应力影响分析
6.1.2 车削残余应力的工艺参数控制
6.2 滚轮磨削工艺参数的选择
6.2.1 磨削工艺参数对滚轮残余应力影响分析
6.2.2 磨削残余应力的工艺参数控制
6.3 本章小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
本文编号：4026632
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/4026632.html
