4-曲轴表面强化工艺仿真探究(北理工-廖日东).ppt

曲轴表面强化工艺仿真研究Numerical Simulation of the Crankshaft Surface Strengthening 廖日东 Liao Ri-dong 北京理工大学 动力系统工程研究所 Research Center of Power Machinery, Beijing Institute of Technology 曲轴及其常见的失效形式Crankshaft and Common Failure Forms 轴颈异常磨损 Abnormal Wear of Crankshaft Neck 扭转疲劳断裂 Torsional Fatigue Fracture 弯曲疲劳断裂 Bending Fatigue Fracture 2 常见的曲轴表面强化工艺Common Crankshaft Surface Strengthening Methods 感应淬火 Induction Quenching 圆角滚压 Fillet Rolling 气体渗氮 Gas Nitriding 3 4 不考虑强化的曲轴强度计算Crankshaft Strength Calculation without considering Surface Strengthening 5 不考虑强化的曲轴强度计算Crankshaft Strength Calculation without considering Surface Strengthening 表面强化工艺仿真研究Studies on Surface Strengthening Simulations 从工艺参数设计出发，预测工件的弹塑性力学性能、断裂韧性和疲劳寿命等宏观力学量，也就是说是实现强化工艺的预测设计。 涉及材料学、工艺学、热力学、固体物理、电磁学、弹塑性力学、断裂力学、流体力学等。 6 圆角滚压数值分析Numerical Analysis on Fillet Rolling 7 8 圆角滚压数值分析Numerical Analysis on Fillet Rolling 圆角滚压数值分析Numerical Analysis on Fillet Rolling 9 感应加热淬火仿真研究 10 Simulation of Induction Heating Quenching 感应加热淬火仿真研究Simulation of Induction Heating Quenching 11 感应加热淬火数值分析Numerical Analysis on Induction Heating Quenching 12 感应加热淬火数值分析Numerical Analysis on Induction Heating Quenching 13 感应加热淬火数值分析Numerical Analysis on Induction Heating Quenching 14 感应加热淬火数值分析Numerical Analysis on Induction Heating Quenching 15 42CrMo临界冷却速度 感应加热淬火数值分析Numerical Analysis on Induction Heating Quenching 16 典型位置各相淬火后硬度 典型位置淬火后硬度 感应淬火仿真研究Simulation of Induction Heating Quenching 材料的热物性不可靠； 没有考虑加热和冷却速率（热流密度变化率）的影响； 在线的测量和验证很困难，工艺的预测设计还没有实现。 17 感应加热淬火仿真研究Simulation of Induction Heating Quenching 18 感应加热淬火仿真研究Simulation of Induction Heating Quenching 含瞬变热源的强瞬态热传导方程的求解； 电磁感应淬火过程中“热波”的传播机制； 非Fourier效应对电磁感应淬火中多场耦合动力学响应的影响。 电磁感应淬火过程的瞬态热传导的非Fourier效应研究 电磁感应淬火过程中材料相变的非Fourier效应研究 电磁感应淬火过程应力和变形的非Fourier效应研究 电磁感应淬火过程仿真结果试验验证研究 19 含与不含空气区的电磁感应加热生热率解析解 Analytical Solutions of the Heat Generation Rate of the Electromagnetic Induction Heating 20 感应加热淬火仿真研究Simulation of Induction Heating Quenching 温度场控制方程