硕士论文-转向节挤压制坯过程工艺设计及数值模拟

合肥工业大学硕士学位论文转向节挤压制坯过程工艺设计及数值模拟姓名：王荐申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：陈文琳20090401转向节挤压制坯过程工艺设计及数值模拟作者：王荐学位授予单位：合肥工业大学相似文献(4条)1.期刊论文张如华.韩向银.赵一平.宋兴安.缪桃生.朱德嵩.ZHANGRu-hua.HAHXiang-yin.ZHAOYi-ping.SONGXing-an.MIAOTao-sheng.ZHUDe-song明晰汽车转向节锻件结构类型的初步建议-锻压技术2008,33(5)对构成转向节锻件的轴、孔、盘、耳、筒、臂等主要形体要素进行了比较系统的描述,基于工艺设计实践体验和对转向节锻件结构的归纳分析,建议按卧锻、立锻两种锻造方位,结合锻件主要形体要素的不同组合,将常见转向节锻件划分为8类,并提供了各类典型结构转向节锻件实例,列出了应用车型,以期为锻造工艺设计等工作提供一定的参考.2.学位论文程联军汽车转向节锻造智能设计系统的研究与开发2008汽车工业是国民经济的支柱产业，作为制造汽车受力件和关键件主要手段的锻造工艺在汽车零部件制造中占有重要地位。转向节是汽车上的重要零件，品种多，用量大，目前主要通过锻造工艺进行生产。转向节是汽车锻件中最难生产的锻件之一，其锻造设计水平代表了汽车锻件的最高设计水平。转向节在锻造分类上属于枝杈类锻件，此类锻件锻造工序多，锻造工艺复杂，对其锻造工艺与模具设计要求高。目前，转向节锻造生产面临的主要问题是：锻件材料利用率低，锻造能耗高；转向节新品开发主要依靠设计者的经验，开发周期长，费用高，风险大。针对以上问题，本文重点研究转向节的锻造工艺设计和锻造智能化设计。通过有限元分析和实验研究相结合的方法，以省材节能为目的，进行转向节锻造工艺优化与开发；开发转向节锻造设计专家系统，用来指导转向节的锻造工艺与模具设计，实现转向节新品的短周期、低费用和高质量的开发模式。本文采用有限元软件DEFORM-3D对典型转向节锻造过程进行了数值模拟。通过锻造过程金属流动分析、锻件和模具应力/应变场分析、锻件温度场分析和成形过程力能曲线分析，获得了转向节锻造过程的成形规律。同时分析了摩擦因子等工艺参数对转向节锻造过程的影响。通过以上研究，给出了转向节锻造过程中可能出现的缺陷及原因，为转向节锻造工艺优化与模具设计提供指导。本文开发了一种复杂枝杈类锻件的锻造新工艺，能够实现该类锻件在热模锻压力机上的一火锻造。通过数值模拟和实验相结合的方法，以SK2锻件为例，设计了合理的制坯工序，开发了封闭飞边闭式模锻工艺用于预锻工序，实现了该锻件的一火锻造，降低了能耗。本文同时针对长杆类转向节卧式锻造工艺进行研究，以SK1锻件为例，开发了一种新的锻造工艺。该工艺采用直接挤出杆部的制坯工艺，使预制坯的材料分配更为合理；同时开发了控制飞边闭式模锻工艺用于预锻工序。新工艺显著提高了材料利用率。本文针对转向节锻造设计神经网络的关键技术进行研究。提出了单元和形状因子的概念，用来描述锻件特征，建立锻件特征信息模型。所建锻件特征信息模型既包含了特征尺寸，又包含了特征形状。为建立转向节锻件不同特征形状对锻造过程影响的统一评判标准，定义了六种单元类型，并对不同类型单元的成形过程进行了研究。在保证体积不变的前提下，建立了不同类型单元的成形模型，通过对比成形过程最大打击能量，得到了不同类型单元对成形过程影响的程度。在此基础上，计算得到单元形状因子的大小，通过形状因子对单元尺寸的修正得到锻件特征信息。将转向节锻件和模具特征信息分别作为神经网络的输入和输出向量，建立了转向节锻造设计神经网络模型，该模型不仅考虑了锻件特征尺寸对成形过程的影响，也考虑了特征形状的影响，同时将特征形状的影响数值化。本文同时针对转向节锻造设计神经网络的类型、控制参数和训练算法进行了研究。研究了在不同网络类型、控制参数和训练算法下神经网络的收敛情况和预测精度，给出了确定神经网络参数的建议。本文研究了神经网络专家系统的基本结构、知识表示和推理方式，在此基础上，将转向节锻造设计理论和经验知识同人工智能理论有机地结合在一起，开发了汽车转向节锻造设计专家系统FDesign-SK。研究了三十多组不同型号的转向节锻造实例，总结了其中的设计经验，并将这些经验知识存储在系统中。该系统实现了神经网络和专家系统的协同式集成，克服了传统的专家系统具有的推理单调性、知识获取比较困难及不存在统一的知识表示方法等缺陷。该系统采用模块化设计，界面友好，操作简单。系统采用开放式设计，具备良好的自学习功能，可以根据需要不断扩充和完善训练样本库，用来扩大系统的应用范围，提高预测精度和稳定性。本文最后通过锻造实例，给出了利用FDesign-SK系统、数值模拟和反求技术相结合的方法，进行转向节锻造设计。该方法是一种有效的锻造设计方法，可以大幅缩短转向节新品开发周期，降低开发费用，减少设计人员的工作量。3.期刊论文沈永华.潘东杰.SHEYong-hua.PANDong-jie覆砂铁型铸造工艺生产汽车转向节-现代铸铁2008,28(1)利用覆砂铁型铸造工艺在球铁铸件生产上的优势来生产QT400-10转向节铸件.工艺设计采用曲面分型的方法,克服了射砂、起模和工装制造上的困难,获得了外形质量好、轮廓清晰、内部组织致密、基体组织为铁素体+珠光体、球化等级1-2级、石墨球大小6～7级、磷共晶和渗碳体数量都小于2%的铸件.但是,该铸件必须进行退火处理才能稳定达到力学性能要求.4.学位论文毛向阳斯太尔转向节有限元分析与制造工艺研究2007目前，国外汽车行业广泛采用CAD/CAE/CAM技术进行汽车转向系统的优化设计，大大缩短了产品开发周期和制造周期，提高了产品的质量，降低了生产成本。相比之下，我国汽车行业还有很大差距，参与国际竞争的能力还很弱。针对目前国内汽车零部件行业以及国际汽车零部件工业的发展，结合我国实际情况，采取有利措施，提高我国汽车零部件工业的竞争力。本课题以我公司主导产品转向节零件设计生产过程为研究对象，其主要研究内容如下：首先，基于ANSYS软件，详细介绍了其基本功能、基本建模方法。针对转向节的具体结构，详细分析了创建转向节有限元模型的具体建模方案与步骤。其二，根据汽车行驶时车轮的受力状况，详细研究了转向节在3种危险工况下的受力情况，并分别给出了各种工况下的力、力矩计算公式。据此找出了转向节在各种工况下易损坏部位，并探讨了其易损坏的具体原因。在此基础上，对转向节结构在3种危险工况下进行了有限元强度计算。其三，详细研究模态分析理论基础，对汽车转向节进行了模态分析，计算并提取了了转向节的振动特性，求出了固支状态下斯太尔转向节的前十阶固有振型和频率，并对转向节产生的模态特性进行分析。其四，针对转向节毛坯件的成型特性，制定了毛坯的制造方案，针对转向节毛坯件的结构、性能特点进行机床加工工序研究，制定了机加工工序。然后，基于pro/E软件，详细研究了转向节零件的自动编程与仿真加工的工艺流程。最后，对转向节产品进行质量检验，详细研究了质量检验规程，并结合转向节零件分析其质量检测的主要尺寸。并对质量检测中所发现的产品尺寸误差的根源进行了研究。本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：7fb59eb6-d4cf-4f18-b88f-9dd2011a9014下载时间：2010年8月14日