基于XFEM的連桿裂解過程仿真與分析.pdf

1、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解加工技術(shù)是采用斷裂方法完成連桿體和蓋接合面剖分加工的新技術(shù)，有著傳統(tǒng)加工方法不可比擬的優(yōu)越性，近些年來已經(jīng)隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展逐漸發(fā)展起來，并逐漸應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)領(lǐng)域，是對(duì)傳統(tǒng)連桿加工工藝的重大變革，已成為一個(gè)國家發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。由于裂解加工過程中，最終裂解效果的影響因素很多，加工精密性要求很高，因此，對(duì)連桿裂解加工各因素的研究有著重要的意義。
　　本文采用仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，采用擴(kuò)展有限元法(

2、XFEM)的方法對(duì)連桿裂解中的裂紋擴(kuò)展進(jìn)行了詳細(xì)研究，論文的主要工作包括：
　　(1)利用算例對(duì)XFEM解決裂紋擴(kuò)展問題的合理性進(jìn)行驗(yàn)證。利用吉林大學(xué)的三點(diǎn)彎曲斷裂實(shí)驗(yàn)所得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過擴(kuò)展有限元法(XFEM)進(jìn)行數(shù)值模擬，將得到的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相對(duì)比，確定其方法的可行性和誤差。
　　(2)建立連桿裂解有限元模型。并基于XFEM對(duì)連桿裂解過程進(jìn)行仿真分析。對(duì)連桿裂解過程進(jìn)行了分析，確定其啟裂位置和擴(kuò)展路徑；得到了連桿裂解

3、過程中裂解力的變化規(guī)律，并對(duì)連桿塑性變形進(jìn)行分析。
　　(3)分析了連桿裂解過程中裂解參數(shù)對(duì)裂解效果的影響。建立了裂解槽深度與最大裂解力的相互關(guān)系，并分析了其對(duì)裂解塑性變形區(qū)域的影響；在裂紋尖端區(qū)域施加殘余應(yīng)力，得到了不同殘余應(yīng)力對(duì)裂解效果的影響；改變拉桿楔形角的角度，確定連桿裂解力的變化規(guī)律，并分析其裂解完成后塑性變形區(qū)域的特點(diǎn)；考慮了裂解過程中脹套的承載。
　　(4)考慮實(shí)際裂解力大于所需裂解力時(shí)，連桿塑性變形區(qū)域的變化