轎車曲軸模鍛成形數(shù)值模擬及工藝優(yōu)化.pdf

1、曲軸作為轎車發(fā)動機的關(guān)鍵運動部件,需承受交變載荷、傳遞動力。要滿足高強度、抗疲勞性、長壽命等性能指標(biāo),對曲軸成形工藝提出了很高的要求。目前,模鍛成形技術(shù)是轎車曲軸成形的主要趨勢,如何避免曲軸模鍛件在成形過程中充不滿、高載荷等問題是研究重點。
　　非調(diào)質(zhì)鋼以其不需要熱處理工藝就能達到調(diào)質(zhì)鋼的性能,簡化工藝流程,減低生產(chǎn)成本,成為模鍛成形曲軸材料的首選。本文選用TL1438非調(diào)質(zhì)鋼作為06d02轎車曲軸材料,并建立該材料的本構(gòu)方程。<

2、br>　　對于成形復(fù)雜的曲軸而言,鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計得是否合理,直接影響到曲軸的質(zhì)量、材料利用率、成形載荷及鍛模使用壽命。本文利用有限元數(shù)值模擬軟件DEFORM-3D對預(yù)鍛模膛和終鍛模膛的飛邊槽結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計,從而改善充填情況。在確定合理的飛邊槽結(jié)構(gòu)后,本文重點對預(yù)鍛模膛分型面圓角、預(yù)鍛模膛與終鍛模膛的長、寬、高方向比例構(gòu)成的4個因子,采用正交試驗的方法和有限元軟件 DEFORM-3D對06d02曲軸模鍛成形過程進行研究。根據(jù)結(jié)果數(shù)據(jù),全面

3、分析該四因素對預(yù)鍛和終鍛成形過程中成形載荷,應(yīng)力應(yīng)變分布及充填效果等方面的影響,以找到最優(yōu)化設(shè)計方案,以達到提高成形質(zhì)量、降低成形載荷、提高材料利用率等目的。
　　模具應(yīng)力作為影響模具壽命的直接原因。本文采用有限元模擬方法對模具應(yīng)力進行分析,獲得成形過程中模具應(yīng)力場分布,從而找到模具的失效原因,以改善模具結(jié)構(gòu)、減少或消除應(yīng)力集中,提高模具的使用壽命。
　　最后,通過試驗生產(chǎn)對有限元數(shù)值模擬優(yōu)化的方案進行驗證,將試驗情況與模擬