双金属轴套圈圆成形影响因素的有限元模拟研究

论文摘要

本文针对国内卷制轴套行业生产中加工工艺相对落后、轴套产品精度质量差的状况，着重于轴套圈圆成形精度及其影响因素的分析，以双金属材料为研究重点，应用有限元数值分析技术对轴套的圈圆成形过程进行了模拟，并在此基础上对影响轴套圈圆成形精度的几个关键因素进行了研究探讨。首先，对双金属轴套材料发展和应用的国内外概况进行了回顾总结；分析了自润滑卷制轴套及板材成形有限元数值分析的研究现状；并应用塑性弯曲理论对轴套圈圆成形的变形过程进行了系统的理论分析，探讨了双金属轴套成形过程中的弯曲力矩、回弹量等工艺相关量计算处理。其次，讨论了轴套圈圆成形过程中涉及到的有限元仿真理论及所用软件的详细情况；并分析了轴套圈圆成形过程模拟中材料模型的建立、单元的选取、网格的划分、以及摩擦接触等理论的实际应用。应用MSC.Marc有限元分析软件，我们对轴套圈圆成形过程进行了细致的模拟，分析了板材的应力应变的分布以及材料的流动对变形的影响。并结合生产实际情况，深入研究了双金属材料参数选择、圈圆模具间隙变化对轴套回弹、翘曲和成形精度的影响，提出了参数优化建议。本文模拟分析中建立有限元模型的过程、边界条件的处理方法，以及得到的相关结论，对于改进双金属轴承产品工艺技术和模具设计，提高双金属轴套的精度质量具有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 插图清单
• 表格清单
• 第一章 绪论
• 1.1 烧结自润滑轴承材料的发展概况
• 1.2 烧结双金属材料的技术特性
• 1.3 双金属轴套卷制成形技术研究
• 1.4 双金属轴套成形的有限元模拟
• 1.4.1 板材成形过程有限元模拟技术的发展
• 1.4.2 有限元模拟在双金属轴套成形过程中的应用
• 1.5 本文研究的主要内容和意义
• 1.6 本章小结
• 第二章 双金属轴套圈圆成形工艺技术分析
• 2.1 双金属轴套成形原理与工艺分析
• 2.1.1 成形原理
• 2.1.2 工艺分析
• 2.2 双金属轴套圈圆成形理论
• 2.2.1 板材弯曲过程分析
• 2.2.2 板材圈圆过程分析
• 2.2.3 板材的回弹分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 双金属轴套圈圆成形过程数值分析相关理论
• 3.1 有限元分析法及分类
• 3.2 有限元分析方法的一般过程
• 3.3 MSC.Marc有限元分析软件
• 3.3.1 直观的图形用户界面
• 3.3.2 强大的分析功能
• 3.3.3 完整的材料模型
• 3.3.4 灵活的求解问题的开放性
• 3.4 轴套圈圆成形有限元理论的应用
• 3.4.1 单元的选取
• 3.4.2 网格的划分
• 3.4.3 接触理论
• 3.4.3.1 接触体的定义
• 3.4.3.2 接触探测
• 3.4.3.3 无穿透接触的数学表述
• 3.4.4 摩擦模型分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 双金属轴套圈圆成形数值模拟
• 4.1 材料模型的建立
• 4.1.1 物理模型
• 4.1.2 力学模型
• 4.2 有限元模型的建立
• 4.2.1 几何模型
• 4.2.2 单元和网格的划分
• 4.2.3 材料模型的求解
• 4.2.3.1 力学特性
• 4.2.3.2 屈服条件
• 4.3 分析过程的控制
• 4.3.1 材料参数的输入
• 4.3.2 边界条件的处理
• 4.3.3 接触的控制
• 4.3.4 摩擦参数的确定
• 4.3.5 求解过程控制
• 4.4 模拟的后处理
• 4.5 本章小结
• 第五章 双金属轴套圈圆精度影响因素分析
• 5.1 轴套圈圆过程塑性变形模拟结果分析
• 5.1.1 轴套应力分布云图
• 5.1.2 轴套应变分布云图
• 5.1.3 材料流动状况分析
• 5.2 影响轴套圈圆精度的因素分析
• 5.2.1 模具间隙对轴套圈圆精度的影响
• 5.2.2 板材厚度对轴套圈圆精度的影响
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 课题总结
• 6.2 课题展望
• 参考文献