第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 研究进展 2
1.2.1 强力旋压成形技术的研究现状 2
1.2.2 有限元数值模拟在旋压成形中的应用 3
1.2.3 人工神经网络在工艺参数优化中的应用 4
1.2.4 遗传算法在塑性成形中的应用 4
1.2.5 衬套润滑性能的研究现状 5
1.2.6 国内外滑动轴承磨损试验研究现状 7
1.3 本书的意义和内容 9
1.3.1 研究意义 9
1.3.2 研究内容 10
参考文献 11
第2章 柴油机连杆衬套材料及加工工艺 15
2.1 引言 15
2.2 连杆衬套材料及加工工艺 15
2.2.1 连杆衬套材料概述 15
2.2.2 衬套加工工艺 17
2.3 强力旋压加工技术 18
2.3.1 工艺分类 18
2.3.2 强力旋压机理 20
2.3.3 强力旋压工艺 21
2.3.4 旋压件质量控制 24
2.3.5 缺陷的种类与控制 26
2.4 连杆衬套强力旋压加工技术实施 26
2.5 小结 30
参考文献 31
第3章 连杆衬套旋压成形数值仿真 32
3.1 引言 32
3.2 连杆衬套强力旋压成形数值模拟 32
3.2.1 衬套样件设计及仿真参数的确定 32
3.2.2 连杆衬套旋压成形有限元建模 33
3.3 数值模拟结果与分析 37
3.3.1 旋压力的分布状况 37
3.3.2 应力应变的分布状况 39
3.3.3 材料的流动 41
3.3.4 材料的堆积分析 42
3.4 无错距强力旋压成形过程影响因素分析 43
3.4.1 旋轮工作角的影响 43
3.4.2 旋轮圆角半径的影响 47
3.4.3 台阶旋轮与双锥面旋轮的对比分析 49
3.4.4 旋轮进给速度的影响 53
3.4.5 主轴转速的影响 55
3.4.6 旋轮与芯模间隙的影响 56
3.4.7 坯料温度的影响 59
3.4.8 减薄率的影响 62
3.5 错距强力旋压成形过程影响因素分析 64
3.5.1 旋轮有无错距比较 64
3.5.2 错距旋压旋轮结构参数的确定 66
3.5.3 旋轮轴向间距的影响 68
3.5.4 旋轮径向间距的影响 71
3.6 小结 73
参考文献 73
第4章 基于BP神经网络和遗传算法的强力旋压衬套工艺参数优化 75
4.1 引言 75
4.2 强力旋压连杆衬套虚拟正交试验 75
4.2.1 强力旋压成形质量参数和工艺参数 75
4.2.2 工艺参数对强力旋压成形质量的影响 77
4.2.3 强力旋压连杆衬套虚拟正交试验设计 80
4.2.4 试验结果与分析 81
4.3 强力旋压工艺参数BP神经网络建模 84
4.3.1 强力旋压连杆衬套神经网络建模 84
4.3.2 网络训练样本数据的确定 86
4.3.3 网络模型的训练和精度的检验 88
4.4 基于遗传算法的强力旋压工艺参数优化 90
4.4.1 强力旋压工艺参数优化模型 90
4.4.2 工艺参数的遗传优化 91
4.5 小结 94
参考文献 94
第5章 连杆衬套孔径压缩配合收缩量分析 96
5.1 引言 96
5.2 简化连杆衬套弹性理论分析 97
5.2.1 圆筒紧配合弹性理论概述 97
5.2.2 压配状态下的衬套应力应变分析 98
5.2.3 工作状态下的衬套变形分析 102
5.3 连杆小头-衬套-活塞销三体接触强度分析 104
5.3.1 连杆小头-衬套过盈配合强度的影响因素分析 104
5.3.2 怠速工况强度分析 106
5.3.3 比压与衬套最大等效应力 107
5.3.4 不同衬套的接触特性分析 109
5.3.5 油槽对衬套应力应变的仿真分析 113
5.4 连杆衬套的热结构耦合分析 117
5.4.1 热应力模型的建立 117
5.4.2 两种材质连杆衬套随温度变化的应力应变分析 120
5.5 小结 122
参考文献 122
第6章 连杆衬套过盈配合微动特性分析 124
6.1 引言 124
6.2 连杆衬套过盈配合有限元分析 125
6.2.1 连杆衬套有限元建模 125
6.2.2 边界条件的处理 126
6.2.3 连杆和衬套有限元计算结果 128
6.3 爆压时刻衬套的微动特性 132
6.3.1 爆压时刻衬套的接触压力和摩擦应力规律 133
6.3.2 滑移距离的提取 134
6.3.3 爆压时刻衬套的微动幅值规律 135
6.4 不同连杆摆角下衬套的微动特性 140
6.4.1 连杆摆角对衬套接触压力和摩擦应力的影响 140
6.4.2 连杆摆角对衬套微动幅值的影响 144
6.4.3 连杆摆角对衬套摩擦功的影响 148
6.5 不同过盈量下衬套的微动特性 150
6.5.1 过盈量对衬套接触压力和摩擦应力的影响 150
6.5.2 过盈量对衬套微动幅值的影响 154
6.5.3 过盈量对衬套摩擦功的影响 157
6.6 不同摩擦系数下衬套的微动特性 159
6.6.1 摩擦系数对衬套接触压力和摩擦应力的影响 159
6.6.2 摩擦系数对衬套微动幅值的影响 160
6.6.3 摩擦系数对衬套摩擦功的影响 164
6.7 小结 165
参考文献 166
第7章 表面粗糙度对衬套润滑特性的影响 168
7.1 引言 168
7.2 平均流量模型及峰元接触理论 169
7.2.1 平均流量模型 169
7.2.2 边界条件及初始条件 170
7.2.3 流量因子的计算 170
7.2.4 峰元承载模型 171
7.2.5 载荷方程 171
7.3 平均流量模型数值计算方法及结果分析 172
7.3.1 有限差分法求解平均流量模型 172
7.3.2 方程求解过程及流程 174
7.3.3 压力分布 176
7.3.4 油道宽度对最大油膜压力的影响 180
7.3.5 不同时刻的最小油膜厚度 180
7.4 连杆衬套润滑特性分析 183
7.4.1 承载特性 183
7.4.2 润滑过程中的摩擦力 184
7.5 表面粗糙度对润滑特性的影响 187
7.5.1 表面粗糙度对表面峰元承载的影响 187
7.5.2 表面粗糙度对膜厚比的影响 188
7.5.3 表面粗糙度对峰元摩擦力的影响 189
7.6 半径间隙对衬套润滑性能的影响 191
7.7 小结 192
参考文献 193
第8章 强力旋压连杆衬套摩擦磨损模拟试验 194
8.1 引言 194
8.2 连杆衬套摩擦磨损模拟试验台研制 194
8.2.1 试验装置的设计原则 194
8.2.2 试验台研制 195
8.3 连杆衬套摩擦特性试验 200
8.3.1 试验方案 200
8.3.2 实测数据频谱分析 201
8.3.3 不同载荷下摩擦系数随加载频率的变化 203
8.3.4 不同配合间隙下摩擦系数随加载频率的变化 205
8.3.5 不同宽度下摩擦系数随加载频率的变化 208
8.4 连杆衬套磨损试验及磨损因素影响分析 209
8.4.1 试验方案 209
8.4.2 磨损因素影响分析 211
8.5 不同材料对摩擦磨损特性影响的试验研究 216
8.5.1 试验方案 216
8.5.2 试验结果分析 216
8.6 小结 220
参考文献 221