吉林大学硕士论文-6110 曲轴残余应力数值模拟及疲劳强度分析

mogui0705

曲轴主要承受交变的弯曲－扭转载荷和一定的冲击载荷，轴颈表面还受
到磨损。主要失效方式是疲劳断裂和轴颈表面的严重磨损。因此对轴颈进行
中频感应淬火强化处理，主要使圆角处产生残余压应力和淬硬层，来提高曲
轴的疲劳强度和抗磨损能力。
由于在线测量温度、组织、应力在当前技术条件下是不可能的，有必要
借助计算机模拟技术的强大计算功能，进一步了解、改进淬火工艺，满足提
高曲轴疲劳强度和耐磨性的要求。
本文利用软件ANSYS 建立6110 钢曲轴的二维轴对称模型，利用其热固
耦合功能对连杆轴颈感应淬火过程进行了模拟，计算了淬硬层厚度和淬火后
的残余应力分布。并与实测结果进行比较，两个结果基本吻合。
然后利用ANSYS 疲劳分析模块对淬火前和淬火后曲轴进行疲劳分析，
计算结果表明：淬火使圆角产生的残余压应力确实显著提高了曲轴的疲劳强
度。
关键词：曲轴 感应淬火 模拟 残余应力 疲劳