凸輪淬火過程數(shù)值模擬及工藝參數(shù)優(yōu)化的研究.pdf

1、作為柴油機核心部件之一的凸輪因加工工藝復雜、工序長、技術質量標準要求高等特點，使其產品的合格率直接影響整機的生產成本和使用壽命。實際工作中，凸輪表面易出現(xiàn)點蝕、開裂、快速磨損等失效形式，嚴重時幾十小時就損壞報廢，要求工作表面具有足夠的硬度和耐磨性，保證其壽命，同時還要具備很好的韌性。目前國內大功率低速船用柴油機凸輪廠家所生產的凸輪普遍存在著心部性能不夠穩(wěn)定、金相組織較為粗大、性能指標難以達到設計要求等缺點，嚴重影響著凸輪的產品質量。而凸

2、輪淬火工藝是影響凸輪機械性能與金相組織的主要因素，因此，針對凸輪淬火工藝問題展開研究，尋求一種合理的淬火工藝，具有重要意義。
　　 本文針對凸輪淬火工藝問題，建立了淬火過程三維溫度場、應力/應變場的耦合分析模型，提出了凸輪淬火工藝參數(shù)及工裝優(yōu)化方法，并對優(yōu)化的淬火工藝進行了實驗驗證，具體研究內容如下：
　　 (1)基于傳熱學和有限元理論，描述了大功率低速船用柴油機凸輪試件淬火過程的熱彈塑性本構關系，并討論了三維瞬態(tài)溫度場

3、和應力場的有限元方程的建立過程與求解方法。
　　 (2)綜合考慮了邊界對流換熱系數(shù)、相變潛熱以及熱物性參數(shù)等非線性因素的影響，對凸輪冷卻過程進行了溫度場模擬，得出任意節(jié)點溫度隨時間變化情況以及任意時刻試件內部溫度場分布。
　　 (3)對不同種淬火介質與淬火溫度條件下的凸輪淬火過程進行了應力場數(shù)值模擬，研究不同工藝參數(shù)對應力/殘余應力/變形的影響規(guī)律，從而得到一種凸輪淬火工藝的優(yōu)化方法。
　　 (4)對優(yōu)化后的淬火