曲轴滚压关键参数设计理论与数值模拟

曲轴滚压关键参数设计理论与数值模拟
出版时间： 2010

内容简介
　　《曲轴滚压关键参数设计理论与数值模拟》为国家自然科学基金项目“曲轴滚压关键参数设计理论研究”的主要研究成果。作者围绕曲轴的强度分析和滚压强化问题进行了深入系统的研究，提出了曲轴滚压刀具结构参数、运动参数和载荷参数的设计准则与方法；对曲轴滚压强化的表面硬化层的深度和残余应力进行理论预测，探讨滚压工艺参数对残余应力与变形层分布及数值上的影响；在对曲轴有限元，模型规范化研究的基础上，提出了通用化的分析模块划分方法、模型参数化方法和系统实现方法；通过显式-隐式求解手段将滚压强化和强度分析模型有机地融合在一起，形成统一的分析模型，研究考虑滚压强化效应的曲轴有限元建模与分析方法，对曲轴滚压后的残余变形进行了分析计算。《曲轴滚压关键参数设计理论与数值模拟》内容在一定程度上解决了工程上滚压工艺参数和刀具结构参数选择无据可依的问题，为科学评价滚压强化效果提供了方法和依据。《曲轴滚压关键参数设计理论与数值模拟》建立的圆弧接触线回转体摩擦传动运动学模型不仅为曲轴园角滚压运动和结构参数设计提供了一种优化设计方法，也为该类传动提供了一种减小滑动、提高传动效率的新方法。作者将应力状态和软性系数等概念引入了接触问题，对加工硬化现象中的表层、亚表层和深层给出了公式化的量化描述。书中提出的多项式插值的加权平均法推导过程简单、思路清晰，具有明确的物理意义并简化了三角形单元和四边形等参元的形函数推导过程。《曲轴滚压关键参数设计理论与数值模拟》可供企业中从事曲轴强度和强化研究与实践的专业技术人员参考使用，亦可供机械设计、汽车与动力机械工程、应用力学等相关专业的科研人员、工程技术人员和硕士、博士研究生参考。

第1章 概论
　1.1 曲轴的强度研究回顾
　1.2 提高曲轴疲劳寿命的方法和途径
　1.3 曲轴圆角滚压工艺
　1.4 本书的主要内容
第2章 曲轴的参数化建模与有限元分析
　2.1 有限元法的理论基础和计算平台
　2.2 曲轴CAE模型的规范化
　2.3 曲轴CAE模型的参数化
　2.4 参数化曲轴有限元分析系统的开发
　2.5 直列四缸曲轴分析示例
　2.6 结论
第3章 滚压基本工艺参数的设计方法
　3.1 圆角滚压运动及结构参数的优化设计
　3.2 加载范围与原则的选择和确定
　3.3 滚压系统设计的基本计算
　3.4 加工硬化层深度的软性系数描述
　3.5 曲轴滚压加工的数值模拟
第4章 确定最佳滚压参数的神经网络法
　4.1 最佳残余应力理论
　4.2 曲轴具体工况有限元模拟
　4.3 曲轴圆角滚压的正交试验
　4.4 基于BP神经网络残余应力的预测
　4.5 最佳滚压参数的确定
第5章 多项式插值的加权平均法及其应用
　5.1 引言
　5.2 加权平均法的物理意义
　5.3 单自变量的情况
　5.4 两自变量的情况
　5.5 在有限元形函数推导中的应用
　5.6 结论
第6章 基于虚拟样机技术的曲轴系动力学分析
　6.1 基于Kane-Huston方法的内燃机动力学建模及仿真
　6.2 基于虚拟样机技术的曲轴系动力学分析
　6.3 曲轴的固有动力学特性分析
　6.4 曲轴系受迫振动分析
第7章 曲轴滚压的显式动力学分析
　7.1 滚压过程的显式动力学模拟
　7.2 考虑滚压强化效应的曲轴强度分析
　7.3 滚压加工残余变形的有限元分析
参考文献