發(fā)布時間：2020-04-11 17:46

【摘要】：現(xiàn)階段,在扭桿的滾壓加工過程中,滾壓深度、滾壓速度、進給速度和滾壓圈數(shù)等工藝參數(shù)主要是靠操作者積累經(jīng)驗,對工人技術(shù)素質(zhì)及水平的要求較高,扭桿滾壓加工工藝參數(shù)的選取具有相當大的不確定性,影響扭桿加工后的殘余應(yīng)力,從而影響扭桿的疲勞壽命。本文應(yīng)用有限元分析軟件,以某車型用扭桿作為研究對象,對其進行滾壓工藝模擬,分析四種工藝參數(shù)(滾壓深度、滾壓速度、進給速度、滾壓圈數(shù))對滾壓后扭桿殘余應(yīng)力的影響,并在施加不同殘余應(yīng)力下,分析扭桿疲勞壽命的變化趨勢,同時通過扭桿滾壓加工時的受力分析,提出在扭桿滾壓加工時的一些改進方法。首先在ABAQUS中建立了滾壓仿真實體模型,根據(jù)實際滾壓加工工藝的特點,對扭桿滾壓加工過程進行必要的簡化;計算了材料的本構(gòu)方程;設(shè)置了扭桿有限單元類型;定義了材料的參數(shù);并對滾壓實體模型進行了網(wǎng)格劃分,建立了滾壓有限元模型;同時根據(jù)扭桿在滾壓加工過程中的實際情況,對其定義了仿真邊界條件和接觸條件。其次建立了滾壓加工仿真的模擬方案,分析研究了四種工藝參數(shù)(滾壓深度、滾壓速度、進給速度、滾壓圈數(shù))在滾壓后影響扭桿殘余應(yīng)力的規(guī)律。分析得出:在扭桿表層,殘余壓應(yīng)力值隨滾壓深度增加而增大;增大滾壓速度,扭桿表層殘余壓應(yīng)力值也逐漸增大,并且較低的滾壓速度有助于殘余應(yīng)力的分布均勻;增大進給速度,扭桿表層殘余壓應(yīng)力值則減小,并且較低的進給速度有助于殘余應(yīng)力的分布均勻;增加滾壓圈數(shù),扭桿表層的殘余壓應(yīng)力呈現(xiàn)先增大后減小最后持平的趨勢;這些規(guī)律為滾壓加工工藝參數(shù)選擇奠定了一定的基礎(chǔ),同時為后續(xù)殘余應(yīng)力與疲勞壽命關(guān)系研究奠定了基礎(chǔ)。然后建立了扭桿和扭轉(zhuǎn)臂實體模型,詳細介紹了模型的網(wǎng)格劃分以及邊界條件、載荷的施加,分析了扭桿的靜強度,得出扭桿的最大等效應(yīng)力為648.1MPa,扭桿的最大剪切應(yīng)力為300.1MPa,最大應(yīng)力位置出現(xiàn)在扭桿的過渡圓角處;得到了扭桿的等效應(yīng)力分布,為后續(xù)分析扭桿的疲勞壽命做準備;分析得出了扭桿的最小疲勞壽命為1132400次,扭桿最小疲勞壽命發(fā)生在扭桿過渡圓角部位,這是由于扭桿過渡圓角部位是應(yīng)力集中區(qū),因此在設(shè)計圓角部位時應(yīng)該注意結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和工藝的改進;通過施加不同的殘余應(yīng)力,研究了疲勞壽命隨著殘余應(yīng)力變化的趨勢,得出了殘余應(yīng)力與疲勞壽命的關(guān)系;殘余壓應(yīng)力會降低扭桿的疲勞壽命,殘余拉應(yīng)力則能夠增大扭桿的疲勞壽命;隨著殘余壓應(yīng)力的增大,疲勞壽命也隨之增大,在殘余壓應(yīng)力大于等于600MPa時,扭桿疲勞壽命已經(jīng)大于10e7次;計算出了扭桿在不同滾壓參數(shù)下的殘余應(yīng)力對應(yīng)的疲勞壽命,通過對比不同參數(shù)下扭桿的殘余應(yīng)力及疲勞壽命,得出了最佳的滾壓工藝參數(shù)。最后通過扭桿滾壓加工時的受力分析,針對扭桿的剛性差對扭桿加工質(zhì)量的影響,提出在扭桿滾壓加工時的一些改進方法,以獲得更好的加工質(zhì)量。
【圖文】：

1 緒論鐵路運輸是五大現(xiàn)代化的交通運輸方式之一，擁有非常特殊及貨物的運輸都需要鐵路運輸，因而發(fā)展鐵路運輸是至關(guān)重路發(fā)展的新趨勢，其具有運載能力大、速度快、能耗低以及為世界鐵路發(fā)展的新趨勢[1]。2004 年，我國從發(fā)達國家引進路裝備技術(shù)；2008 年，我國第一條具有自主產(chǎn)權(quán)的京津高速80 公里的國產(chǎn)高速列車下線運營，標志著我國在鐵路領(lǐng)域已所示，扭桿是高鐵列車抗側(cè)滾裝置的關(guān)鍵零部件，高鐵列車息息相關(guān)。

圖 1.2 滾壓加工原理類型工藝可使用通用機床來完成，普通車床和數(shù)控車床經(jīng)過改工具主要是有兩部分構(gòu)成的，一是滾壓元件（滾壓體），，形狀將滾壓加工分為：滾柱滾壓、滾輪滾壓和滾珠滾壓。滾壓
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG306

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王德民;吳紅剛;張健;劉榮帥;;基于扭擺法的三扭桿轉(zhuǎn)動慣量測量裝置[J];機械設(shè)計與研究;2017年03期

2 邱紹虎;;汽車扭桿力臂尾部平面銑削新型組合夾具[J];汽車工藝師;2017年08期

3 劉文松;鄒敏佳;郭春杰;杜方孟;陳天鷗;;軌道車輛用多邊形扭桿軸制造工藝研究[J];機車車輛工藝;2014年01期

4 劉文松;;我國高速動車組扭桿的發(fā)展現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)[J];機械工程師;2014年02期

5 唐曉峰;;基于系統(tǒng)優(yōu)化策略的車輛扭桿梁后橋設(shè)計[J];上海汽車;2013年08期

6 饒立浩;;軌道交通車輛扭桿系統(tǒng)剛度設(shè)計[J];機械工程師;2012年09期

7 李文剛;姚巍;王強;席發(fā)臣;;履帶車輛行動系統(tǒng)扭桿腐蝕斷裂的分析[J];現(xiàn)代涂料與涂裝;2011年05期

8 包雪鵬;汽車懸架扭桿強化技術(shù)[J];汽車技術(shù);1998年05期

9 鹿云,孫春明;汽車扭桿制造技術(shù)[J];汽車工藝與材料;1999年11期

10 楊世忠;高精度扭桿的磨削加工[J];機械工藝師;1994年10期

相關(guān)會議論文 前10條

1 曾毅;;轎車行李箱蓋扭桿設(shè)計[A];第十二屆河南省汽車工程科技學術(shù)研討會論文集[C];2015年

2 普春杰;劉洪偉;;ZN1061G汽車駕駛室扭桿翻轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計[A];河南省汽車工程學會第二屆科研學術(shù)研討會論文集[C];2005年

3 賀玲鳳;;電子剪切散斑干涉法求解彈性扭桿問題[A];第十二屆全國實驗力學學術(shù)會議論文摘要集[C];2009年

4 左曙光;寧國寶;周震華;張曉鵬;;扭桿梁式懸架系統(tǒng)的輪胎多邊形磨損機理研究[A];第九屆全國振動理論及應(yīng)用學術(shù)會議論文摘要集[C];2007年

5 左曙光;寧國寶;周震華;張曉鵬;;扭桿梁式懸架系統(tǒng)的輪胎多邊形磨損機理研究[A];第九屆全國振動理論及應(yīng)用學術(shù)會議論文集[C];2007年

6 聞聲;韓暉;趙東廣;;一種新型高強高韌彈簧鋼在汽車上的試驗應(yīng)用[A];2002年晉冀魯豫鄂蒙川滬云貴甘十一省市區(qū)機械工程學會學術(shù)年會論文集（河南分冊）[C];2002年

7 王勇杰;馬衛(wèi)東;張鐵山;;扭桿斷裂分析及可靠性研究[A];第十三屆河南省汽車工程科技學術(shù)研討會論文集[C];2016年

8 張茂松;時秀壘;劉超麗;韓智勇;莊慶坤;;某車型后扭力梁扭桿失效分析[A];第十三屆河南省汽車工程科技學術(shù)研討會論文集[C];2016年

9 薛青;沈樂天;陳淑霞;白以龍;;單脈沖加載的Hopkinson扭桿裝置[A];Hopkinson桿實驗技術(shù)研討會會議論文集[C];2007年

10 崔金龍;張鐵山;鄧華偉;;新型轉(zhuǎn)向器扭桿疲勞試驗臺研制[A];第十三屆河南省汽車工程科技學術(shù)研討會論文集[C];2016年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 欒海;未來汽車有“預(yù)感”,能“自我保護”防碰撞[N];新華每日電訊;2007年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 高慧峰;扭桿滾壓加工仿真及疲勞壽命分析研究[D];中北大學;2018年

2 鄭勝峰;抗側(cè)滾扭桿軸熱處理工藝的改進[D];湖南大學;2017年

3 付麗秦;軌道交通用耐寒扭桿材料的研究[D];湖南工業(yè)大學;2017年

4 趙雙陽;抗側(cè)滾扭桿軸用彈簧鋼材料的性能研究[D];湖南工業(yè)大學;2013年

5 劉蒹;小質(zhì)量錐柱形件轉(zhuǎn)動慣量測試的研究[D];長春理工大學;2015年

6 盧杰;抗側(cè)滾扭桿參數(shù)化設(shè)計與疲勞壽命研究[D];西南交通大學;2014年

7 劉宇;抗側(cè)滾扭桿對高速車輛動力學性能影響研究[D];西南交通大學;2015年

8 李潔;基于有刷電機的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化[D];沈陽理工大學;2014年

9 劉文松;CRH380A抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)研究[D];西南交通大學;2013年

10 馬義平;高精度柱狀件赤道轉(zhuǎn)動慣量檢測臺的研制[D];長春理工大學;2015年

本文編號：2623865