学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

花键冷敲精密成形数值模拟研究

作　者: 贾燕龙
导　师: 付建华
学　校: 太原科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 花键 冷敲成形 有限元建模 成形规律 工艺参数
分类号: TH131.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 0次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


花键冷敲精密成形技术作为一种新型的无切削加工技术，利用具有特定齿形的滚打轮对工件进行高速敲击和挤压，使工件表层金属产生局部塑性变形后实现花键整体成形。与传统的花键加工方法相比，该工艺具有生产率高、节能节材、成形零件精度高和机械性能好等优点，是目前加工高精度、高强度、高性能花键轴类零件的先进制造技术，被广泛应用于汽车、航空航天、船舶制造、国防工业等众多工业领域，具有广阔的发展前景。本文通过对花键冷敲成形原理及特点的研究，分析了应变率效应、惯性效应、应力波传播效应以及绝热效应对花键冷敲成形的影响。研究并确定了适用于花键冷敲成形的动态屈服准则和动态本构关系。计算了花键齿槽形成条件以及采用间歇分度时工件的旋转速度，为数值模拟研究以及实际生产提供了理论依据。根据花键冷敲工艺的成形特点以及影响因素，采用ABAQUS软件，利用动态显式有限元法，通过对几何模型简化、材料模型建立、滚打轮和工件运动控制、接触边界条件定义、场输出设定、网格划分等关键问题的解决，建立了渐开线花键间歇分度冷敲成形完整过程的三维有限元模型。通过数值模拟，揭示了花键冷敲成形过程中应力、应变的分布与变化规律以及滚打力、能量的变化规律，并从能量的角度验证了所建立模型的可靠性，研究结果为进一步研究花键冷敲成形的变形机制打下了基础。基于可靠的有限元模型，通过大量的数值模拟，系统地研究了滚打轮旋转速度、工件轴向进给速度以及摩擦系数对花键冷敲成形过程中滚打力大小、应变分布以及金属轴向流动的影响规律，研究结果为花键冷敲成形在实际生产中工艺参数的选取和优化提供了指导。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-19
  1.1 研究背景及意义  11-14
  1.2 国内外研究现状  14-16
  1.3 主要研究内容及技术路线  16-19
    1.3.1 主要研究内容  16-17
    1.3.2 技术路线  17-19
第二章 花键冷敲精密成形基础理论研究  19-29
  2.1 花键冷敲精密成形原理  19
  2.2 花键冷敲精密成形的特点  19-23
    2.2.1 惯性效应  20
    2.2.2 应变率效应  20-21
    2.2.3 绝热效应  21-22
    2.2.4 应力波传播效应  22-23
  2.3 花键冷敲精密成形中材料的动态屈服准则  23-24
  2.4 花键冷敲精密成形中材料的动态本构关系  24-25
  2.5 花键齿槽形成条件与工件间歇旋转速度计算  25-27
  2.6 小结  27-29
第三章 花键冷敲精密成形三维有限元建模  29-41
  3.1 动态显式有限元基本理论  29-32
    3.1.1 显式时间积分  29-30
    3.1.2 显式方法的条件稳定性  30-31
    3.1.3 能量平衡  31-32
  3.2 模拟流程  32-33
  3.3 花键冷敲精密成形有限元模型  33-40
    3.3.1 几何模型  33-35
    3.3.2 材料模型  35-36
    3.3.3 分析步  36-37
    3.3.4 接触与摩擦定义  37
    3.3.5 约束和载荷定义  37-38
    3.3.6 网格划分  38-39
    3.3.7 模型特点  39-40
  3.4 本章小结  40-41
第四章 花键冷敲精密成形过程数值模拟分析  41-53
  4.1 冷敲成形模拟条件  41-42
  4.2 模拟结果与分析  42-51
    4.2.1 应力的分布与演变规律  42-43
    4.2.2 应变的分布与演变规律  43-47
    4.2.3 滚打力的演变规律  47-49
    4.2.4 能量的演变规律  49-51
  4.3 本章小结  51-53
第五章 工艺参数对花键冷敲精密成形过程的影响  53-69
  5.1 评定指标  53-54
  5.2 滚打轮旋转速度对花键冷敲精密成形过程的影响  54-58
    5.2.1 对滚打力的影响规律  55-56
    5.2.2 对应变的影响规律  56-58
    5.2.3 对金属轴向流动的影响规律  58
  5.3 工件进给速度对花键冷敲精密成形过程的影响  58-64
    5.3.1 对滚打力的影响规律  59-60
    5.3.2 对应变的影响规律  60-63
    5.3.3 对金属轴向流动的影响规律  63-64
  5.4 摩擦系数对花键冷敲精密成形过程的影响  64-68
    5.4.1 对滚打力的影响规律  64-65
    5.4.2 对应变的影响规律  65-67
    5.4.3 对金属轴向流动的影响规律  67-68
  5.5 本章小结  68-69
第六章 结论与展望  69-71
  6.1 结论  69-70
  6.2 展望  70-71
参考文献  71-75
致谢  75-77
攻读学位期间参与的工程项目及发表的学术论文  77-78

相似论文

  1. 炉头金属型铸造生产系统的研究与改进,TG23
  2. 基于模拟的注塑模浇注系统及成型工艺参数优化研究,TQ320.662
  3. 电动振动台有限元建模及其附加台面设计,TB534.2
  4. 影响无缝服装定型效果的整烫工艺参数研究,TS941.66
  5. 2150连铸机结晶器液压伺服振动系统研究,TF341.6
  6. 双定子动铁式直线振荡电机的设计与研究,TM359.4
  7. 金刚石滚轮砂轮修整装置与工艺的研究,TG743
  8. 长玻纤增强尼龙66注塑模具设计及工艺应用研究,TQ320.662
  9. 带薄壁金属嵌件的手机外壳注塑件翘曲变形分析与研究,TQ320.662
  10. 基于激光诱导向前转移技术直写布线工艺研究,TN249
  11. 电弧喷涂药芯焊丝及涂层性能研究,TG42
  12. 铝基材制备耐磨涂层的影响因素及性能研究,TG174.4
  13. 铝合金光纤激光填丝焊接工艺研究,TG456.7
  14. 超声波在活性染料羊毛低温染色中的作用研究,TS193.1
  15. 固定扣注塑模CAD/CAE技术的应用研究,TQ320.66
  16. 超高强度钢30Cr3SiNiMoVA高速铣削工艺参数优化研究,TG54
  17. 冰箱压缩机罩注塑成型流动平衡分析及模具技术研究,TQ320.662
  18. 选区激光熔化成形304不锈钢的力学性能研究,TN249
  19. 选择性激光烧结快速成形的工艺改进,TF124.5
  20. Mg-Gd-Y-Zr合金热塑性变形工艺参数优化,TG146.22
  21. 无内胎钢车轮旋压成型工艺分析研究,TG376

中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械零件及传动装置 > 联接及联接零件 > 键联接、花键（多槽）联接
© 2012 www.xueweilunwen.com