汽车半轴热摆辗工艺及成形质量的研究

摘要

半轴是汽车传动系统中的一个重要零部件,同时也是汽车重要构件中失效频率最高的零件之一,半轴质量的提高具有重要现实意义。根据半轴在工作中的受力状况和损坏形式,半轴应具备足够的抗弯、抗剪强度、足够的刚度、适当的韧性、较高的疲劳极限和较低的应力集中敏感性,对锻造工艺要求很高。本文以某型号汽车半轴为研究对象,采用摆辗成形工艺成形汽车半轴,利用有限元方法验证成形工艺的可靠性,通过物理实验和数值模拟相结合进一步研究了热摆辗工艺与晶粒度、摆辗力和最大等效应力的关系,并以此优化摆辗成形工艺,控制半轴的成形质量。具体工作如下:　　(1)基于摆辗成形理论和塑性成形理论,对半轴摆辗成形进行工艺设计。　　(2)建立半轴锻造成形过程的有限元模型,验证有限元模型的正确性。基于金属流动、应力应变场、温度场、成形载荷等情况,分析研究工艺参数对锻件成形质量、成形力的影响。　　(3)基于实验与42CrMo钢的动态再结晶模型研究摆辗成形后的锻件的平均晶粒尺寸和再结晶区域分布的变化,比较模拟实验和实验数据可知两者具有较好的一致性,经过镦粗和摆辗变形晶粒明显细化。　　(4)以摆辗力、锻件成形后的晶粒大小、最大等效应力为目标值,采用正交实验方法对半轴摆辗成形工艺进行参数优化,分析工艺参数对目标值的影响规律,得到了综合成形质量最优的工艺参数组合。

目录

封面

声明

致谢

中文摘要

英文摘要

目录

插图清单

表格清单

第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 课题来源目的与意义

1.4 研究的主要内容

1.5 本章小结

第二章 半轴摆辗成形理论及微观组织演变机理

2.1 引言

2.2 摆辗机的工作原理

2.3 摆辗工艺的主要参数

2.4 微观组织演变模型

2.5 本章小结

第三章 半轴成形工艺设计及有限元分析

3.1 引言

3.2 半轴工艺分析

3.3 半轴工艺设计

3.4 锥模局部镦粗模具设计

3.5 摆辗模具的设计

3.6 有限元模型的建立

3.7 有限元模型的验证

3.8 模拟结果分析

3.9 本章小结

第四章 半轴成形过程中微观组织的研究

4.1 引言

4.2 初始晶粒度的测定

4.3 数值模拟结果及分析

4.4 晶粒演变模型物理验证

4.5 本章小结

第五章 工艺参数组合的优化

5.1 引言

5.2 建立优化模型

5.3 因素水平的确定

5.4 综合平衡分析

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 问题和展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况