機械專業外文文獻翻譯-外文翻譯-- 發動機曲軸箱軸承座裂解加工數值分析

《機械專業外文文獻翻譯-外文翻譯-- 發動機曲軸箱軸承座裂解加工數值分析》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《機械專業外文文獻翻譯-外文翻譯-- 發動機曲軸箱軸承座裂解加工數值分析（12頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

畢業設計 (論文 )外文資料翻譯 學院 (系 )： 機械 工程 學院 專 業： 機械工程及自動化 姓 名： 學 號： 外文出處： on of of 附 件： 指導教師評語： 譯 文的 意思基本正確，語句較通順。專業性術語的翻譯也較為得當。譯文的數量已超過學校規定的要求。這說明該生具有較強的科技文獻的閱讀理解與翻譯能力。 簽名： 年 月 日 注： 請將該封面與附件裝訂成冊。(用外文寫 ) 附件 1：外文資料翻譯譯文 發動機曲軸箱軸 承座裂解加工數值分析 預先精確計算裂解力 參數 ,對于裂解設備設計及工藝過程的制定至關重要。應用 件對捷達轎車發動機主軸承座 (以 380 材料為例 ) 起裂過程進行數值模擬 ,得出了裂解力與 J 積分的關系曲線。根據 J 積分值與斷裂韌性的關系 ,確定了臨界 J 積分 ,采用線性插值的方法獲得了裂解力 ,并進行了實驗研究。實驗結果表明 :此方法也適用于不同結構、不同材料的其他分體類零件裂解加工時裂解力的確定。 裂解技術是分體類零件加工領域中一項新型加工工藝 ,其本質是利用材料的脆性 ,在人為制造裂解源的前 提下 ,通過外力使其斷裂 ,達到剖分體分離的目的 ,這就要求材料和結構既要滿足零件的機械力學性能和使用壽命 ,又要適合裂解工藝的要求且要保證裂解質量。汽車發動機曲軸箱軸承座的加工與連桿軸承孔的加工在結構、工藝流程方面都適合于裂解工藝。發動機缸體多采用優質灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵等制造 ,都具有良好的脆性和機械加工性能 ,適合于裂解加工工藝并容易加工裂解槽。曲軸箱軸承座具有多個軸承孔結構 ,因此裂解設備需要具備裂解多個軸承孔的能力。所以發動機曲軸箱軸承座較之連桿軸承孔更適合于裂解工藝 ,工藝更加復雜 ,效益更加明顯。作者應用 件對捷達轎車發動機曲軸箱軸承座 (以 380 材料為例 )起裂過程進行數值模擬 ,從而確定裂解加工中合適的裂解力參數 ,并進行了實驗驗證。 裂解加工的原理是通過在曲軸箱軸承孔中心處設計并預制缺口 (初始裂紋槽 ) ,形成應力集中 ,再主動施加垂直于預定斷裂面的載荷進行引裂 ,當滿足發生脆性斷裂的條件時 ,在幾乎不發生塑性變形的情況下 ,在缺口處規則斷裂 ,實現軸承座體與蓋的無屑斷裂剖分 [5 ] ,如圖 1 所示。由于斷裂面呈犬牙交錯的自然形態 ,具有極高的配合精度 ,無需加工。在后續的軸承孔精加工及裝配過程 中 ,分離后的蓋、體以斷裂剖分的三維曲面精確定位、自然嚙合、裝配。 由于軸承座裂解后軸承座、蓋靠結合面裝配 ,結合面積大 ,承載能力提高 ,尤其是抗剪切能力大幅提高。由于結合面不用定位銷或定位套 (平底式 ) 、或主軸承蓋兩側止口 (龍門式 ) 定位 ,而是采用裂解結合面嚙合定位 ,定位精度和重復定位精度都很高 ,有效減小裝配時產生的圓度變形。裂解工藝使曲軸箱軸承座由分體加工變為整體加工 ,省去了分離面拉削與磨削和止口加工等工序 ,降低了加工成本 ,提高了經濟效益。據德國大眾汽車公司計算及本課題組對連桿裂解的實驗研究計算 ,就軸承座的裂解 加工而言 :1) 明顯減少設備投資 30 %;2) 縮短生產線長度 ,減少占地面積 ;3) 節省量輔具費用 40 %;4) 減少刀具種類 ,降低刀具成本 ;5) 節約動能 40 %;6) 簡化工藝 ,使廢品率明顯下降?？梢娏呀夤に嚨慕洕б媸敲黠@的。具有加工工序少、節省精加工設備、節材節能、產品質量高、生產成本低等優點。 裂解技術的本質是利用材料的脆性 ,在人為制造裂解源的前提下 ,通過外力使其斷裂達到蓋和體分離的目的。這就要求材料既要滿足曲軸箱軸承座的機械力學性能和使用壽命 ,又要適合裂解工藝的要求且要滿足裂解的質量。缸體多采用 優質灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、鋁合金等制造 ,鑄鐵具有良好的機械加工性能 ,因此容易加工裂解槽?；诣T鐵抗拉性能遠小于其抗壓性能 ,韌性低 ,因此具有良好的裂解性能 ,而且因其韌性低 ,裂解過程的塑性變形也小。球墨鑄鐵與灰鑄鐵相比 . 主要優點是有高的強度和韌性。蠕墨鑄鐵是在高碳、低硫和低磷的灰口鑄鐵澆注時 ,向鐵水中加入蠕化劑 (稀土鎂鈦合金等 ) ,使石墨形成短蠕蟲狀 ,蠕墨鑄鐵中的蠕蟲狀石墨形態是介于球狀和片狀石墨之間的一種過渡型石墨 ,所以蠕墨鑄鐵的性能介于灰口鑄鐵和球墨鑄鐵之間。連桿多數用 45 # 、 45中碳鋼或 中碳合金鋼制成 ,抗拉強度和韌性都比鑄鐵材料高。因此從材料的角度看 ,裂解工藝更適合于鑄鐵材料的加工。 作為一種先進的制造技術 ,裂解工藝在國外各大汽車公司已不僅僅局限于連桿的制造與生產 ,已經得到了廣泛的推廣應用。中外專家對發動機箱軸承座裂解工藝作了大量研究工作。圖 5a 和圖 5b 是國外研究機構研究的裂解機構原理圖裂解工藝在發動機箱體加工中的應用 , 使原來分體加工的曲軸箱軸承座和軸承蓋改為整體加工 , 由于裂解由多個環形截面部分沿軸向逐個排列的工件 , 該方案包擴 1 個脹裂裝置 ,能夠沿軸向引入口內作用于各個環形部件。 該裂解裝置擁有 1 個集中的脹裂控制裝置 ,通過控制裝置來調節脹裂的程度。工作原理是 :通過軸向的驅動裝置來調節推拉桿 (圖 4 中 ) ,使其產生相對運動 ,將軸向驅動力變為脹塊 (圖 4 中 ) 的徑向擴脹力 ,從而達到裂解的目的。鑒于軸承座裂解加工工藝經濟效益顯著 ,而且裝配性能好 ,德國的 公司積極開展發動機曲軸箱軸承座裂解加工設備的研發工作。2003 年 公司提交第 1 條全自動曲軸箱軸承座的裂解加工生產線 ,并于 2004 年 4 月為德國大眾汽車公司建立了 1 條發動機箱體的裂解生產線 [4 ] ,如圖 6 所示。可見國外利用裂解加工工藝對曲軸箱軸承座進行加工已經成為研究熱點 ,有的國家已達到了實用階段。但我國對其裂解工藝及設備研發工作相對落后于國外 ,國內尚未見相關報道 ,吉林大學已開展這項研究工作 ,取得了初步的研究成果。 對鑄態蠕墨鑄鐵 380 進行數值模擬和實驗研究 ,其相關材料參數如下 :彈性模量 E = 1. 33× 105 泊松比μ = 0. 27 ,名義屈服應力σ 0. 2= 310 抗拉強度σ b = 400 金相組織 三維實體造型是有限元數值模擬的基礎 ,數值模擬的前處理階段 需要輸入箱體的實體模型 (或簡化模型 ) 以形成邊界條件 ,根據發動機箱體軸承座結構及在裂解過程中的受力特點 ,捷達轎車四缸發動機箱體軸承座的簡化模型。公稱尺寸為 :圓形孔直徑φ = 59 外端圓弧直徑為 100 兩側寬度為 100 兩螺栓孔間距為76 螺栓孔直徑為 10 軸承座厚度為 21 解槽深度 h = 0. 5 角2α = 20°、曲率半徑 r = 0. 2 據發動機箱體軸承座在裂解過程中的受力特點 ,將模型簡化分割 ,由于四缸發動機箱體軸承座裂解過程是五個軸承座同 時斷裂 ,各軸承座受力特點相同 ,取其中之一進行模擬分析即可。將 模型在裂紋槽對稱面進行分割 ,由于軸承結構左右對稱 ,故可略去原圖的一半 ,這樣進行有限元模擬分析的三維零件圖就為原來的 1/ 2 。由于箱體尺寸相對較大 ,裂解過程中固定不動 ,因此箱體下端采用完全固定約束 ,即 : 0 ,在箱體的圓弧對稱面上 ,由于結構對稱、載荷對稱 ,因此對稱分割面上的點在 X 方向無位移 ,即 : UR y = UR z = 0 。發動機箱體軸承座裂解時 ,由于箱體底端固定不動 ,脹斷套筒對軸承座下半圓弧有徑向壓力 ,脹塊對軸承座上半圓弧有徑向脹力。并且由于是 I 型裂紋 ,只有徑向力的 y 方向分量對裂紋起作用 , x 方向分量相互平衡對裂紋不起作用 ,因此在施加載荷時僅需在上、下半圓弧裂面施加 y 方向載荷即可 ,在限元模擬軟件中 ,載荷的施加方式有多種 ,如節點載荷、線載荷、面載荷等 ,根據軸承座裂解加工工藝特點 ,在本文模擬分析中 ,選擇節點載荷 ( 網格的劃分分為裂紋區與非裂紋區 ,預先在模型上留出裂紋區 ,然后在 件中對非裂紋 區進行實體建模及網格劃分 ,采用 127號 8 節點四面體單元(見圖 5 (a) ) 。然后 ,生成裂紋區實體模型 ,采用 21 號 20 節點八面體單元 ,由于裂紋區實際尺寸較小 ,放大的裂紋區網格。通過 能將非裂紋區與裂紋區的網格粘在一起 ,中心對稱面與非裂紋區用 令接觸連接 , 最后激活令 ,完整的有限元網格模型及邊界條件如圖 5 (d) 所示。對于彈塑性斷裂力學 ,裂尖的應力與應變場產生 1/ r 的奇異性 ,二維情況下 ,這種奇異性可通過帶有 3 個重疊節點的三角形單元模 擬 ,而對本文三維模型的分析 ,可采用 20 節點塊體等參單元蛻化構造奇異單元來模擬裂紋前緣的應力場。 本文采用擴展 J 積分法即算法來計算裂紋的 J 積分 , 并通過拓撲搜索自動定義積分路徑。拓撲搜索法是指程序首先自動選取與裂紋尖點相聯系的所有單元的外輪廓線作為第一條積分路徑 ,然后進一步搜索與第一條積分路徑相聯系的單元的外輪廓線作為第二條積分路徑 ,以此類推 ,可以較方便地確定積分路徑。分析中采用 30 步分步加載 ,每步增量 4. 6 紋尖端節點共 43 個 , J 積分路徑數目定義為 6 個 , 裂紋尖端節點的允差設為 0. 001模擬分析得到了每個增量步裂解力對應的所有裂尖節點的 J 積分數據。 為了驗證模擬分析的正確 ,在 料試驗機上用專門設計的裝置 (見圖 8) 進行了實驗驗證 ,設備最大公稱拉力為 300 計算機的信號采集速率為 200 次 / s ,實驗溫度為室溫 ,速度為 4 s。試件裂解槽尺寸為 :裂解槽深度 h =0. 5 角 2α = 20°、曲率半徑 r = 0. 2 實驗 3 件 (見圖 9) 。根據實驗 ,平均裂解力為 137圖 10 為實驗曲線之一 ) 。由計算可知 ,模擬值與試 驗值的誤差為 : μ = (137 - 129. 32) / 137 ×100 % = 5. 6 % 由于 J 即滿足預制裂紋槽啟裂的最小力。理論上 ,裂紋啟裂后能否快速擴展直至斷裂 ,取決于裂紋擴展時的彈性釋放能是否滿足裂紋擴展對表面能的要求。如果彈性釋放能大于表面能 ,裂紋能夠自動擴展 ;反之 ,則必須提高外力克服表面能 ,裂紋才能自動擴展?？梢娏呀饬_到裂解力閾值時 ,未必能夠保證裂紋自動擴展 ,這由材料的性能所決定。因此 ,本文將達到裂解力閾值時的裂解力視為斷裂的裂解力 ( 即保 證裂紋自動擴展的力 ) 與實驗得到斷裂的裂解力結果進行比較 ,無疑會帶來一定的誤差。 液壓回路中的程序庫元件 圖 12中的結構圖是挖掘機模型圖形組成的液壓部分，以下的模型是從專屬的程序庫中選出，連接并輸入參數。注意到從 入信號如，挖掘機發動機的相關信號由圖框給出。使測量孔的直徑具體化。如控制流體速度的參考閥。對于挖掘機的機械部分，只要圖 12中所示的元件直接與液壓元件相連接。如液壓缸接觸的直線壓力元件。 曲軸箱軸承座裂解加工工藝是隨著汽車工業的發展而產生的一 種新型加工工藝。應用 件對發動機曲軸箱軸承座裂解過程進行了數值分析 ,采用了20 節點塊體等參單元蛻化構造奇異單元來模擬裂紋尖點的奇異性 ,得出了裂解力與 J 積分的關系曲線 ,根據 380 材料的臨界 J 積分值 ,確定了裂解加工所需的裂解力。實驗表明 :此方法適用于不同結構、不同材料的其他剖分類零件裂解加工時裂解力的確定。為設計裂解設備及制定工藝參數提供了可靠的數據 ,并奠定了堅實的理論基礎。 附件 2：外文原文 of of t he is he to t he of t he it s is as in t he 222t he by t he s t be to s h is in a of is of in of of to to of it is to of to of 122]. in to in a of so of to is By u of in to is at of to to no in in at to 5], . In of of in to to by of is As of or or on of of by of to of on of in 1) in 0%; 2) of to 3) in 0%; 4) of 5) to 0%; 6) of so be is of of in of of to to of it is to to of of of a so to of is is a of is is is is of to , so of in is a so of 5 #, 45Cr or is of a of is As an in is to of on a of 8, 9]. a b is a in of so of to by a of of by a O be on in a O by to O to ), to a ) so as to 2003 s of 004 as an of 4], be of on a in a is is in a of u as = 1. 33 × 105 s = 0. 27,0. 2 = 310 6 = 400 is of of of or to to in of = 59 of in 00 on of a 00 6 0 a 1 h = 0. 5 α = 20 °, r = 0. 2 on of of to is as to of be in to be so of on / 2. As is a U x = U y = U z = UR x = UR y = UR z = 0, in to UR x = UR y = UR z = 0. to at of of rc a it of of of x of to so y of in in as so to of in of is in of 127 ( (a)). 1, 20 in to of ( d) as / r be of be 0to In to to as to as so be of a 30. 6. A 3 in J is as , . 001to in In to in ) of 00 s 00 s, at a s. h = 0. 5 α = 20 °, r = 0. 2 We of as μ = (137 - 129. 32) / 137 × 100% = 5. 6% IC to is of is to of In on of of be of on If of be to to in to be of is by of as a of it in 2 is of is a to be to as he signal