轿车曲轴模锻成形数值模拟及工艺优化

【摘要】曲轴作为轿车发动机的关键运动部件，需承受交变载荷、传递动力。要满足高强度、抗疲劳性、长寿命等性能指标，对曲轴成形工艺提出了很高的要求。目前，模锻成形技术是轿车曲轴成形的主要趋势，如何避免曲轴模锻件在成形过程中充不满、高载荷等问题是研究重点。非调质钢以其不需要热处理工艺就能达到调质钢的性能，简化工艺流程，减低生产成本，成为模锻成形曲轴材料的首选。本文选用TL1438非调质钢作为06d02轿车曲轴材料，并建立该材料的本构方程。对于成形复杂的曲轴而言，锻模结构设计得是否合理，直接影响到曲轴的质量、材料利用率、成形载荷及锻模使用寿命。本文利用有限元数值模拟软件DEFORM-3D对预锻模膛和终锻模膛的飞边槽结构进行优化设计，从而改善充填情况。在确定合理的飞边槽结构后，本文重点对预锻模膛分型面圆角、预锻模膛与终锻模膛的长、宽、高方向比例构成的4个因子，采用正交试验的方法和有限元软件DEFORM-3D对06d02曲轴模锻成形过程进行研究。根据结果数据，全面分析该四因素对预锻和终锻成形过程中成形载荷，应力应变分布及充填效果等方面的影响，以找到最优化设计方案，以达到提高成形质量、降低成形载荷、提高材料利用率等目的。模具应力作为影响模具寿命的直接原因。本文采用有限元模拟方法对模具应力进行分析，获得成形过程中模具应力场分布，从而找到模具的失效原因，以改善模具结构、减少或消除应力集中，提高模具的使用寿命。最后，通过试验生产对有限元数值模拟优化的方案进行验证，将试验情况与模拟结果进行对比，取长补短，使曲轴模具设计的更加合理。通过本文的研究，将CAE仿真技术与模具CAD技术结合在一起，达到改善模锻成形质量、降低成形载荷、提高模具寿命等目的，为同类曲轴锻件的生产提供理论和实践支持。
【作者】王波；
【导师】李名尧；
【作者基本信息】上海工程技术大学，材料加工工程，2013，硕士
【关键词】曲轴；模锻成形；非调质钢；数值模拟；正交试验；模具应力；

【参考文献】
[1]本报记者郭晓静.战略新兴产业引领重庆发展[N].重庆日报,2015-04-13001.
[2]孙通.新世纪俄罗斯亚太战略研究[D].山东师范大学,国际政治,2013,硕士.
[3]陈刚.平面光栅衍射效率的测试与分析[D].苏州大学,机械制造及自动化,2013,硕士.
[4]孙北林.钢轨纵向位移在线监测系统研究[D].北京交通大学,机械工程（专业学位）,2013,硕士.
[5]万佳佳.股指期货对现货市场影响的实证研究[D].河北大学,金融（专业学位）,2014,硕士.
[6]岳璞.入世后我国银行业的机遇和挑战以及发展战略[D].吉林大学,公共管理,2004,硕士.
[7]王丽娜.乡村语文教师生存环境调查研究[D].湖南师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[8]朱玉华.南朝宋、齐皇室内讧现象解析[D].首都师范大学,中国古代史,2004,硕士.
[9]王辉.高压采气井口装置研制[D].东北石油大学,机械工程（专业学位）,2013,硕士.
[10]李月.我国城镇化进程中农村养老模式研究[D].山西财经大学,马克思主义中国化研究,2014,硕士.
[11]邓文风.自动气象站实时数据监测处理的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[12]王淑丽.基于Beamlet的抗干扰的设计图检索[D].河北师范大学,基础数学,2013,硕士.
[13]胡慧.嵌入跨国外包体系的产业集群品牌培育研究[D].武汉理工大学,技术经济及管理,2012,硕士.
[14]李格锐.我国矿业城市发展与矿业产业布局优化研究[D].中国地质大学（北京）,应用经济学,2014,硕士.
[15]宁娜.白龙江流域不同尺度泥石流危险性评价技术研究[D].兰州大学,水文学及水资源,2014,硕士.
[16]许静.CY企业招聘有效性分析[D].北方工业大学,工商管理,2013,硕士.
[17]鲍铁虎.超重力旋转床流体力学和传质性能的研究[D].浙江工业大学,2002.
[18]王琳.双酶协同制备慢消化淀粉及性质研究[D].华南理工大学,制糖工程,2014,硕士.
[19]周倩.古典时代雅典人物雕塑研究[D].山西师范大学,世界史,2014,硕士.
[20]黄金龙.基于行为分析的家居节能系统的研究与设计[D].杭州电子科技大学,电路与系统,2014,硕士.
[21]李荣庭.呼和浩特市烟草公司物流配送管理改进研究[D].大连理工大学,EMBA（专业学位）,2012,硕士.
[22]李建生.东营胜利工业园可持续发展战略研究[D].大连理工大学,动力工程,2003,硕士.
[23]袁浩,王琰,倪益民,吴艳平,蒋雷海,许捷.高压线路保护非全相运行状态下的考虑[J].电力系统自动化,2010,20:103-107.
[24]张璐,唐巍,丛鹏伟,白牧可,所丽.基于机会约束规划和二层规划的配电网广义电源优化配置[J].电力系统自动化,2014,05:50-58.
[25]沈贵月.2009年～2012年武汉协和医院鲍曼不动杆菌临床分布特点及耐药性分析[D].华中科技大学,内科学,2013,硕士.
[26]葛晓霞.技术标准中必要专利的FRAND许可原则[D].苏州大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[27]应振祥.西安市城市土地经营模式与机制创新——城市土地收购储备研究[D].西安建筑科技大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[28]边磊.基于远程寄主定位机理的假眼小绿叶蝉化学生态和物理调控[D].中国农业科学院,农业昆虫与害虫防治,2014,博士.
[29]周军军.南车电机公司风电产业发展战略研究[D].西南交通大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[30]闫秀明.中立型随机时滞系统的稳定性分析及随机镇定[D].哈尔滨工业大学,概率论与数理统计,2014,硕士.
[31]姚国新.大功率液力机械式自动变速器换挡规律的研究[D].哈尔滨工业大学,机械电子工程,2014,硕士.
[32]朱利敏.稀土氧化物改性的渗铬涂层及氧化性能的研究[D].辽宁工程技术大学,材料加工工程,2004,硕士.
[33]付姣珑.大学生幸福智力与幸福感的关系研究[D].南昌大学,教育经济与管理,2014,硕士.
[34]曹文海.民事检察听证研究[D].华东政法学院,诉讼法学,2003,硕士.
[35]周平波.论大股东表决权的限制[D].华东政法学院,法律,2003,硕士.
[36]许奇.城市轨道交通站台乘客拥挤感知及行为动力学建模[D].北京交通大学,交通运输规划与管理,2014,博士.
[37]林兆民.五种苔类植物的化学成分及其抗肿瘤活性研究[D].山东大学,天然药物化学,2014,博士.
[38]李旭.地铁车辆辅助逆变器故障诊断系统研究[D].太原科技大学,车辆工程,2013,硕士.
[39]刘妍.应急管理中心理危机干预长效机制的构建[D].西北大学,公共管理（专业学位）,2014,硕士.
[40]潘乐思.旧城居住社区街巷界面研究[D].华侨大学,建筑设计及其理论,2014,硕士.
[41]刘祎祎.同伴评估培训对英语写作自评的影响[D].广东外语外贸大学,外语教学技术与评估,2013,硕士.
[42]刘建成,张清泰,蔡湛宇.用于多信道盲反卷积的级联神经网络[J].计算机与网络.1999(14)
[43]李璐馨.从释意理论看概念隐喻在同声传译中的可译性[D].北京外国语大学,翻译,2014,硕士.
[44]吴崇辉.某清扫车车架结构分析及相关问题研究[D].湖南大学,机械工程,2011,硕士.
[45]叶陈勇.投资者情绪对金融风险度量的影响[D].浙江工商大学,金融学,2012,硕士.
[46]迟海.中国县域经济科学发展问题研究[D].吉林大学,马克思主义发展史,2013,硕士.
[47]郭金.多齿N-杂环卡宾镍化合物的合成及其活化C-F键的研究[D].江苏师范大学,有机化学,2013,硕士.
[48]邹亮忠.从三大经济圈比较分析天津市吸引外资能力的研究[D].天津大学,公共管理,2004,硕士.
[49]王达.时间序列数据挖掘研究与应用[D].浙江大学,2004.
[50]张明.安徽省世行贷款人工林生态环境和社会影响评价研究[D].中国林业科学研究院,生态学,2014,博士.