基于Deform-3D的粉末锻造连杆数值模拟
发布时间：2020-11-13 11:17
连杆在汽车、摩托车发动机中起着至关重要的作用,随着节能减排、环境保护越来越受重视,汽车、摩托车等都朝着轻量化、绿色节能方向发展,对各种零部件的要求也更加严格。本文选用某型摩托车发动机连杆作为对象,利用DEFORM-3D有限元模拟软件,研究了使用粉末锻造方法对其进行成形的整个过程,揭示了粉末锻造过程中,连杆内部金属流动情况,分析了该过程中锻造连杆坯致密化规律和应力分布规律,深入揭示了粉末锻造连杆的成形机理,并讨论了采用两种可能的新工艺(双向压缩方式和预锻件密度非均匀分布)。模拟结果表明,工艺参数如锻造速度、锻造温度、预锻件初始密度和模具温度等对粉末锻造连杆成形过程有重要影响。随着锻造速度的增加,锻件达到致密化所需时间减少,当锻造速度从1mm/s上升到2mm/s时,密度变化趋于平稳,而当速度上升到3mm/s时,密度变化又出现波动;锻件最大应力随着锻造速度的增大而减小,并且不同部位遵循不同的规律。随着锻造温度的上升,锻件致密化过程加快,且连杆各部位密度变化更加趋于一致;锻件最大应力随锻造温度的上升而增大。随着预断件初始密度的增大,锻件达到致密化的时间缩短,且各部位密度变化更加均匀一致;最大应力不同部位变化规律不同。随着模具温度的升高,对锻件密度的变化影响甚小,但是对锻后锻件的温度有较大影响,当模具温度从200℃上升到400℃时,锻件温度从400℃上升到600℃;最大应力随模具温度的上升而下降,且各部位变化均匀一致。当采用双向压缩方式时,锻件密度上升均匀一致,且最大应力明显降低;当采用不均匀初始密度时,密度同样能达到一致,而最大应力值在各部位也保持一致。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：U483;TG316
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.1.1 连杆生产现状
1.1.2 粉末锻造连杆特点
1.1.3 本课题研究的意义
1.2 国内外粉末锻造连杆研究与应用
1.2.1 国外粉锻发动机连杆的应用现状
1.2.2 高强度粉锻连杆材料研究的新进展
1.2.3 国内粉末锻造技术发展概况
1.3 研究内容及研究思路
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 研究思路
第二章 粉末锻造连杆的数值模拟
2.1 DEFORM有限元模拟软件简介
2.1.1 DEFORM软件介绍
2.1.2 DEFORM软件特色
2.2 粉末锻造塑性变形理论
2.2.1 粉末材料屈服准则的物理意义和几何意义
2.2.2 粉末材料预成型坯受力形式
2.2.3 粉体材料变形特性
2.2.4 粉体材料变形方程
2.3 粉末锻造连杆预锻件及锻模的建模和网格划分
2.3.1 预锻件的建模与网格划分
2.3.2 锻模的建模和网格划分
2.4 计算条件及工艺参数的设置
2.4.1 初始条件
2.4.2 边界条件
2.4.3 工艺参数
第三章 工艺参数对粉末锻造连杆成形过程中应力的影响
3.1 变形速度的分布
3.2 应力分析
3.2.1 锻造速度对应力分布的影响
3.2.2 锻造温度对应力分布的影响
3.2.3 预锻件密度对应力分布的影响
3.2.4 模具初始温度对应力分布的影响
第四章 工艺参数对粉末锻造连杆密度的影响
4.1 粉体材料成形
4.2 工艺参数对粉末锻造连杆密度的影响
4.2.1 密度的分布规律
4.2.2 锻造速度对密度的影响
4.2.3 锻造温度对密度的影响
4.2.4 预锻件密度对密度的影响
4.3 温度测试验证模拟结果
第五章 粉末锻造连杆新工艺探索及展望
5.1 双向压缩方式
5.2 预锻件密度非均匀分布
5.3 粉末锻造连杆技术展望
第六章 结论
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】
本文编号：2882127
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：U483;TG316
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.1.1 连杆生产现状
1.1.2 粉末锻造连杆特点
1.1.3 本课题研究的意义
1.2 国内外粉末锻造连杆研究与应用
1.2.1 国外粉锻发动机连杆的应用现状
1.2.2 高强度粉锻连杆材料研究的新进展
1.2.3 国内粉末锻造技术发展概况
1.3 研究内容及研究思路
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 研究思路
第二章 粉末锻造连杆的数值模拟
2.1 DEFORM有限元模拟软件简介
2.1.1 DEFORM软件介绍
2.1.2 DEFORM软件特色
2.2 粉末锻造塑性变形理论
2.2.1 粉末材料屈服准则的物理意义和几何意义
2.2.2 粉末材料预成型坯受力形式
2.2.3 粉体材料变形特性
2.2.4 粉体材料变形方程
2.3 粉末锻造连杆预锻件及锻模的建模和网格划分
2.3.1 预锻件的建模与网格划分
2.3.2 锻模的建模和网格划分
2.4 计算条件及工艺参数的设置
2.4.1 初始条件
2.4.2 边界条件
2.4.3 工艺参数
第三章 工艺参数对粉末锻造连杆成形过程中应力的影响
3.1 变形速度的分布
3.2 应力分析
3.2.1 锻造速度对应力分布的影响
3.2.2 锻造温度对应力分布的影响
3.2.3 预锻件密度对应力分布的影响
3.2.4 模具初始温度对应力分布的影响
第四章 工艺参数对粉末锻造连杆密度的影响
4.1 粉体材料成形
4.2 工艺参数对粉末锻造连杆密度的影响
4.2.1 密度的分布规律
4.2.2 锻造速度对密度的影响
4.2.3 锻造温度对密度的影响
4.2.4 预锻件密度对密度的影响
4.3 温度测试验证模拟结果
第五章 粉末锻造连杆新工艺探索及展望
5.1 双向压缩方式
5.2 预锻件密度非均匀分布
5.3 粉末锻造连杆技术展望
第六章 结论
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】
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本文编号：2882127
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