本文關(guān)鍵詞：鍛鋼曲軸磁痕形成機(jī)理研究

  更多相關(guān)文章： 42CrMo合金鋼 本構(gòu)模型 高溫?fù)p傷 數(shù)值模擬 磁痕

【摘要】：鍛鋼曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)上的關(guān)鍵零部件之一,曲軸的質(zhì)量在很大程度上決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量和壽命,鍛造曲軸由于能滿足曲軸工作時(shí)的強(qiáng)度、韌塑性、抗疲勞等要求,得到了廣泛運(yùn)用,而磁痕是造成鍛造曲軸報(bào)廢的主要因素之一,因此開展對(duì)曲軸磁痕的相關(guān)研究是十分必要的。本文采用Gleeble-1500D試驗(yàn)機(jī)對(duì)曲軸常用材料42CrMo合金鋼進(jìn)行熱壓縮實(shí)驗(yàn),獲得了42CrMo合金鋼的流變應(yīng)力曲線,分析了流變應(yīng)力與變形溫度、應(yīng)變速率等的關(guān)系,當(dāng)變形溫度一定時(shí),流變應(yīng)力隨著應(yīng)變速率的升高而增大;當(dāng)應(yīng)變速率一定時(shí),流變應(yīng)力隨著溫度的升高而減小,并基于Arrhenius雙曲正弦函數(shù),建立了42CrMo合金鋼的熱變形本構(gòu)模型。在Gleeble-1500D試驗(yàn)機(jī)上對(duì)42CrMo合金鋼進(jìn)行高溫拉伸實(shí)驗(yàn),選取Normalized CockroftLatham損傷模型,計(jì)算不同變形溫度和不同變形速率下的臨界損傷值;引入熱變形Zener-Hollomon參數(shù),建立了考慮變形溫度和變形速率的高溫?fù)p傷模型;通過掃描電鏡對(duì)拉伸斷口的分析,確定42CrMo合金鋼的斷裂機(jī)制為韌性斷裂;并根據(jù)高溫拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖,選取在不同應(yīng)變量下進(jìn)行高溫拉伸裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn),研究了42CrMo合金鋼高溫?fù)p傷的演變過程。通過Deform-2D模擬軟件對(duì)高溫拉伸過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,對(duì)比模擬得到的臨界損傷值和實(shí)驗(yàn)得到的臨界損傷值,結(jié)果兩者吻合良好,驗(yàn)證了所選取的損傷模型的正確性。對(duì)曲軸試塊進(jìn)行磁粉探傷,觀察磁痕的位置和表面形貌,結(jié)合企業(yè)相關(guān)探傷標(biāo)準(zhǔn),初步判斷磁痕的形成與材料中心的缺陷金屬有關(guān);采用仿真軟件Transvalor Forge-3D模擬了曲軸的熱鍛過程,發(fā)現(xiàn)中心金屬易流至連桿頸內(nèi)側(cè),對(duì)比模擬的金屬流動(dòng)情況與實(shí)際鍛打?qū)嶒?yàn)的金屬流動(dòng)情況,兩者吻合良好,因此,中心金屬外露是曲軸磁痕形成的主要因素之一。
【關(guān)鍵詞】：42CrMo合金鋼 本構(gòu)模型 高溫?fù)p傷 數(shù)值模擬 磁痕
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG142.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 引言9
• 1.2 曲軸成形過程中的缺陷在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 損傷研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 數(shù)值模擬在預(yù)測缺陷中的應(yīng)用13-14
• 1.3.1 數(shù)值模擬在開裂缺陷預(yù)測中的應(yīng)用13-14
• 1.3.2 數(shù)值模擬在折疊缺陷預(yù)測中的應(yīng)用14
• 1.3.3 數(shù)值模擬在其他缺陷預(yù)測中的應(yīng)用14
• 1.4 課題來源和研究內(nèi)容14-16
• 第二章 壓縮實(shí)驗(yàn)及本構(gòu)模型的建立16-24
• 2.1 熱壓縮實(shí)驗(yàn)16-19
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)過程16-17
• 2.1.2 高溫壓縮流變應(yīng)力-應(yīng)變曲線17-18
• 2.1.3 影響流變應(yīng)力的因素18-19
• 2.2 本構(gòu)模型的建立19-22
• 2.3 材料參數(shù)在有限元軟件中的應(yīng)用22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 42CrMo合金鋼的損傷研究24-42
• 3.1 引言24
• 3.2 高溫?fù)p傷實(shí)驗(yàn)一24-29
• 3.2.1 高溫拉伸真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線25-26
• 3.2.2 42CrMo高溫?fù)p傷臨界值的研究26-27
• 3.2.3 Zener-Hollomon參數(shù)對(duì)臨界損傷值的影響27-29
• 3.3 變形溫度和應(yīng)變速率對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響29
• 3.4 損傷機(jī)理的研究29-31
• 3.5 損傷演變過程31-35
• 3.5.1 高溫拉伸實(shí)驗(yàn)二31-32
• 3.5.2 損傷的演變分析32-35
• 3.6 拉伸實(shí)驗(yàn)數(shù)值模擬35-40
• 3.6.1 拉伸實(shí)驗(yàn)?zāi)M參數(shù)的設(shè)定35-36
• 3.6.2 拉伸實(shí)驗(yàn)?zāi)M結(jié)果36-40
• 3.7 本章小結(jié)40-42
• 第四章 曲軸磁痕的研究42-49
• 4.1 引言42
• 4.2 探傷方法與設(shè)備42-44
• 4.3 磁粉探傷結(jié)果與分析44-47
• 4.3.1 常見磁痕的分類及成因44-45
• 4.3.2 磁痕的判定45-46
• 4.3.3 影響磁痕檢測的因素46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-49
• 第五章 曲軸工藝研究49-63
• 5.1 引言49
• 5.2 曲軸工藝模擬參數(shù)設(shè)定49-50
• 5.3 建立卡壓工藝有限元模型50-51
• 5.4 卡壓工藝模擬分析51-53
• 5.4.1 卡壓工藝溫度場分析51
• 5.4.2 卡壓工藝應(yīng)變分析51-52
• 5.4.3 卡壓工藝金屬流動(dòng)分析52
• 5.4.4 卡壓工藝損傷分析52-53
• 5.5 建立預(yù)鍛工藝有限元模型53-54
• 5.6 預(yù)鍛工藝模擬分析54-56
• 5.6.1 預(yù)鍛工藝溫度場分析54
• 5.6.2 預(yù)鍛工藝應(yīng)變場分析54-55
• 5.6.3 預(yù)鍛工藝金屬流動(dòng)分析55-56
• 5.6.4 預(yù)鍛工藝損傷分析56
• 5.7 建立終鍛工藝有限元模型56-57
• 5.8 終鍛工藝模擬分析57-59
• 5.8.1 終鍛工藝溫度場分析57
• 5.8.2 終鍛工藝應(yīng)變場分析57-58
• 5.8.3 終鍛工藝金屬流動(dòng)分析58-59
• 5.8.4 終鍛工藝損傷分析59
• 5.9 磁痕形成的工藝分析59-61
• 5.10 本章小結(jié)與展望61-63
• 第六章 結(jié)論與展望63-65
• 6.1 結(jié)論63-64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：861145