光棒坯料弹塑性夹持状态下的夹紧力及临界轴向力研究

发布时间：2017-10-06 10:34

  本文关键词：光棒坯料弹塑性夹持状态下的夹紧力及临界轴向力研究

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【摘要】：在全纤维曲轴镦锻成形工艺中,为方便对坯料的夹紧和定位,需要预先在坯料上加工出符合成形工艺要求的轴肩。但在加工轴肩的同时切断了坯料的一部分金属纤维,因此也就在一定程度上破坏了曲轴的纤维结构。采用对坯料直接夹紧的方式,由于不需要加工轴肩,可以避免金属纤维被机械切断所造成的曲轴纤维局部不连续问题。但又会在镦锻过程中因夹持力不足而导致坯料的轴向窜动,进而因定位不准影响曲轴精度。因此,在全纤维曲轴镦锻成形工艺中,坯料的夹紧是一个需要研究的问题。本文利用有限元方法建立坯料夹紧模型,对光棒坯料弹塑性接触夹紧时的夹紧力及临界轴向力进行研究。本文选用圆角和梯形两种齿形钳口,利用有限元软件,建立光棒坯料夹紧模型,通过数值模拟结果研究钳口凸齿圆角半径或者齿顶宽度、钳口凸齿压下量、坯料材料的屈服强度、坯料材料的弹性模量、摩擦系数等5个因素对坯料夹持时的夹紧力和临界轴向力的影响。利用数值模拟结果,结合BP神经网络预测方法,对夹紧力及临界轴向力的大小进行预测。通过实验对夹紧力和临界轴向力进行测定。采用不同圆角半径的圆角齿形钳口和不同齿顶宽度的梯形齿形钳口,对Q235钢和2024铝合金两种材料的夹紧状况进行了实验研究,分析了不同钳口凸齿压下量对夹紧力和临界轴向力的影响。实验结果与数值模拟测结果相吻合。
【关键词】：光棒坯料 夹紧力 临界轴向力 实验研究 神经网络预测
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG316
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 引言9-10
• 1.2 全纤维曲轴坯料夹紧方式10-12
• 1.2.1 轴肩式坯料夹紧10-11
• 1.2.2 光棒坯料夹紧11-12
• 1.3 夹紧接触问题研究现状12-14
• 1.3.1 接触问题理论研究12-13
• 1.3.2 接触问题有限元分析方法13-14
• 1.3.3 夹紧力和临界轴向力研究14
• 1.4 本文研究意义及主要内容14-16
• 1.4.1 本文研究意义14
• 1.4.2 本文主要内容14-16
• 第2章 圆角齿形钳口夹紧模型受力研究16-28
• 2.1 引言16
• 2.2 夹紧模型的建立16-19
• 2.2.1 几何模型16-17
• 2.2.2 有限元模型17
• 2.2.3 模拟结果分析17-19
• 2.3 不同因素对夹紧力和临界作动力的影响19-27
• 2.3.1 钳口凸齿圆角半径19-21
• 2.3.2 钳口凸齿压下量21-22
• 2.3.3 坯料材料屈服强度22-24
• 2.3.4 坯料材料弹性模量24-25
• 2.3.5 摩擦系数25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 梯形齿形钳口夹紧模型受力研究28-40
• 3.1 夹紧模型的建立28-30
• 3.1.1 几何模型28
• 3.1.2 有限元模型28-29
• 3.1.3 模拟结果分析29-30
• 3.2 不同因素对夹紧力和临界作动力的影响30-38
• 3.2.1 钳口凸齿齿顶宽度30-32
• 3.2.2 钳口凸齿压下量32-33
• 3.2.3 坯料材料屈服强度33-35
• 3.2.4 坯料材料弹性模量35-37
• 3.2.5 摩擦系数37-38
• 3.3 本章小结38-40
• 第4章 夹紧力和临界轴向力神经网络预测40-47
• 4.1 BP神经网络40
• 4.2 圆角齿形钳口神经网络模型的建立40-43
• 4.2.1 训练样本40-41
• 4.2.2 网络层数及隐含节点数41-42
• 4.2.3 传递函数42
• 4.2.4 网络训练42-43
• 4.3 梯形齿形钳口神经网络模型的建立43-46
• 4.3.1 训练样本43-44
• 4.3.2 网络训练44-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第5章 夹紧力和临界轴向力实验研究47-59
• 5.1 实验方案47-50
• 5.1.1 实验内容47
• 5.1.2 实验装置及测试系统47-49
• 5.1.3 材料性能测试49
• 5.1.4 实验过程49-50
• 5.2 实验结果50-58
• 5.2.1 圆角齿形钳口夹紧模型实验研究50-56
• 5.2.2 梯形齿形钳口夹紧模型实验研究56-58
• 5.3 本章小结58-59
• 结论59-60
• 参考文献60-63
• 攻读硕士学位期间 承担的科研任务与主要成果63-64
• 致谢64-65
• 作者简介65

【参考文献】

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本文编号：982334