基于Simufact连杆衬套强力旋压仿真及工艺参数优化研究

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1、分类号：TG306单位代码：10110学号：S1502120中北大学硕士学位论文基于Simufact连杆衬套强力旋压仿真及工艺参数优化研究硕士研究生张涛指导教师樊文欣张保成学科专业机械工程2018年5月20日图书分类号TG306密级非密UDC682硕士学位论文基于Simufact连杆衬套强力旋压仿真及工艺参数优化研究张涛指导教师（姓名、职称）樊文欣教授张保成教授申请学位级别工学硕士专业名称机械工程论文提交日期2018年4月16日论文答辩日期2018年5月26日学位授予日期年_____月______日论文评阅人寇保福副教授潘宏侠教授答辩委员会主席张忠伟高级工程师2018年5月2

2、0日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可

3、以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文基于Simufact连杆衬套强力旋压仿真及工艺参数优化研究摘要连杆衬套是柴油机中重要的连接部件之一。装配时将衬套压入连杆小端，衬套与活塞销相连，避免活塞销与连杆小头直接接触磨损，延长了连杆的使用寿命。连杆衬套的早期磨损、冲蚀和烧蚀，会堵死油孔，引发事故。所以，其性能的好坏直接影响着柴油机的可靠性和使用寿命。强力旋压是加工筒形件的有效方法，无切削加工、无材料损耗，经济效益十分显著。采用强力旋压工艺制备的连杆衬套，具有较好的机械性能，能够满足产品的设计要求，但强力旋压工艺

4、参数较多，且各工艺参数之间存在交互影响。传统的工艺设计和调整是通过简单的公式和设计者的经验进行多次试制，虽然在一定程度上解决工艺参数的选取问题，但由于缺乏理论基础和科学计算，很难得到最佳工艺参数组合，浪费材料，而且生产效率低，生产周期长。过去的研究主要侧重于强力旋压对成形质量的影响及对工艺参数的优化，很少考虑各工艺参数之间的交互作用，事实上工艺参数之间的交互作用对连杆衬套成形质量的影响也是不可忽略的。本文采用优化理论与数值模拟技术结合，利用Pro-E建立了错距旋压三维几何模型，基于Simufact软件建立了连杆衬套错距旋压的有限元仿真模型。以连杆衬套为研究对象，首先采用单一轮

5、换法，研究强力旋压主要工艺参数：减薄率、进给比、主轴转速、首轮压下量和轴向错距，对连杆衬套旋压成形过程中的隆起系数和旋压后尺寸精度的评价指标：壁厚差和内径精度的影响规律；通过部分析因式法，考虑两两因子的交互作用，研究工艺参数及其交互作用对连杆衬套壁厚差和内径精度的影响程度，并筛选出其中重要的交互影响；最后采用考虑交互作用的正交试验，进行了不同参数组合条件下的连杆衬套错距旋压数值仿真试验，获得16试验数据；采用灰色关联度法，计算其壁厚差和内径精度的灰色关联系数、灰色关联度以及平均灰色关联度，得出各工艺参数及其交互作用对连杆衬套的尺寸精度影响的显著程度；通过灰色关联度分析，得到多

6、目标优化的连杆衬套错距旋压工艺参数最优组合。关键词：连杆衬套，错距旋压，工艺参数，交互作用，尺寸精度中北大学学位论文ResearchonSimulationofPowerSpinningProcessofConnectingRodBushingandOptimizationofProcessParametersBasedonSimufactAbstractTheconnectingrodbushingisakeycomponentindieselengine.Whenassembling,inserttheconnectingrodbushingintothesmallend

7、oftheconnectingrod,whichisconnectedwiththepistonpin.Itsroleistoavoiddirectcontactbetweenconnectingrodsmallendandpistonpintoprolongtheservicelifeoftheconnectingrod.Theearlywear,erosionandablationoftheconnectingrodbushingwillblocktheoilholeandcausetheaccid