柴油机曲轴模锻模拟及界面换热研究

发布时间：2020-06-27 13:52

【摘要】：柴油发动机传递的扭矩大、工作状态稳定、性价比高,被广泛地应用在传统机械行业、海洋运输业、能源电力业等设备上。曲轴在高温、高压的环境下工作,其传递的扭矩比较大,还要承受交变应力,在强度和刚度上有较高的要求。曲轴由于结构复杂、性能要求高,往往对模锻过程的工艺控制有较高的要求,在模锻过程中,要严格控制始锻和终锻温度,以保证曲轴的顺利成形,并有效提高晶粒度。因此,采用有限元数值模拟的方法来预测模锻过程中的温度场变化是必不可少的。本文采用有限元数值模拟与实验相结合的方法对某型号曲轴模锻全过程中温度场的变化进行研究,分析模锻全过程中温度变化规律、金属流动变化规律和等效应力变化规律,预测曲轴坯料在模锻全过程中的温度场变化,并对曲轴的可靠性进行检测,对曲轴工艺优化具有指导意义。论文的主要研究内容如下:(1)针对曲轴模锻全过程有限元数值模拟中的42CrMo钢材料模型进行校核,实测42CrMo钢热导率、比热容、热扩散、杨氏模量、剪切模量、泊松比、线性热膨胀、平均膨胀系数等热物性参数。(2)应用Deform-3D的Inverse Heat Transfer求解模块和实验完成曲轴坯料与空气的界面换热系数的求解,校核坯料在除鳞过程中的界面换热系数,并验证所求界面换热系数的正确性。(3)以预测温度场为目的,完成曲轴模锻全过程的有限元数值模拟及实验验证,并校核坯料与模具的界面换热系数,分析曲轴模锻过程中的温度变化规律、金属流动规律、等效应力变化规律和等效应变变化规律,验证所校核的界面换热系数的正确性。为防止曲轴发生疲劳破坏而造成发动机失效,进行曲轴弯曲疲劳实验。
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U464.172
【图文】：

实验设备Fig2.1Experimentalequipment

热导率试样Fig2.2Thesampleofthermalconductivity

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 黄华贵;燕猛;杜凤山;;线棒材轧后冷却过程综合换热系数的实验测定[J];热加工工艺;2014年03期

2 曹欣;孙志超;杨合;;基于DEFORM反传热模型表面换热系数的确定[J];塑性工程学报;2013年02期

3 程柏松;肖纳敏;李殿中;李依依;;界面换热系数对淬火过程变形模拟的影响[J];热加工工艺;2012年22期

4 关明;付峗秋;常志梁;韩书莉;;大锻件锻造过程中温度场测定及其结果分析[J];锻压技术;2012年02期

5 顾晓月;;发动机曲轴锻压技术简介[J];装备机械;2012年01期

6 邢磊;张立文;张兴致;岳重祥;;TP2铜与3Cr2W8V模具钢的瞬态接触换热系数[J];中国有色金属学报;2010年04期

7 张庆峰;焦四海;马朝晖;;厚板淬火过程温度场的有限元模拟[J];热加工工艺;2010年06期

8 张园园;吴运新;廖凯;;铝合金厚板淬火过程换热系数的求解与验证[J];热加工工艺;2008年12期

9 陆璐;王辅忠;王照旭;;有限元方法在金属塑性成形中的应用[J];材料导报;2008年06期

10 周迅;俞小莉;;曲轴疲劳试验及其数据统计分析方法的研究[J];内燃机工程;2007年02期

相关博士学位论文 前1条

1 谢建斌;金属及合金在不同介质中淬火时的数值模拟和应用研究[D];昆明理工大学;2003年

相关硕士学位论文 前8条

1 李树娟;中锰第三代汽车钢温热成形中换热系数的求解分析[D];大连理工大学;2016年

2 王野;专用车高强钢底盘零件轻量化设计与应用[D];沈阳理工大学;2016年

3 李红娟;典型件控冷过程综合换热及其应用[D];燕山大学;2013年

4 潘再勇;锻造过程温度场模拟数值振荡的研究[D];华中科技大学;2011年

5 陈世佳;大锻件材料30Cr2Ni4MoV钢的热变形特性研究[D];上海交通大学;2009年

6 孙小孟;微车曲轴精密锻造成形工艺及模具的研究[D];重庆大学;2006年

7 周迅;曲轴弯曲疲劳试验系统的研究与开发[D];浙江大学;2003年

8 王大鹏;轴对称大锻件淬火过程温度场及组织场的数值模拟[D];大连理工大学;2002年

本文编号：2731898