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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