【摘 要】
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耳轴是汽车的联接部件,长安汽车公司的耳轴采用锤上模锻制造,其锤锻凹模在服役过程中发生了断裂失效。锤锻模的工况恶劣、寿命较低。锤锻模的工作状况一般有冲击力大、摩擦剧
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耳轴是汽车的联接部件,长安汽车公司的耳轴采用锤上模锻制造,其锤锻凹模在服役过程中发生了断裂失效。锤锻模的工况恶劣、寿命较低。锤锻模的工作状况一般有冲击力大、摩擦剧烈和急热急冷的特点。锤锻模的失效形式有磨损、塑性变形、断裂。通过长期的生产实践总结得出,磨损、塑性变形失效约占70%,断裂(裂纹)失效约占30%。本文先研究了凹模宏观断口的形貌,得到疲劳断裂的特征,同时对应于模具型腔的几何结构特点,推测认为工作过程载荷较大和应力集中是产生疲劳断裂的主要原因。其次,根据耳轴锤上模锻实际生产工艺,建立deform有限元模型,进行有限元数值模拟分析。结果表明:凹模深槽圆角过渡区域产生了应力集中带,是凹模的危险位置。模拟数据验证了由宏观断口观测所得的推断。然后,为了而减小凹模深槽圆角处的应力集中,减小圆角处的单点的最大应力值,并使圆角处的应力值变化趋于缓和,延迟断裂裂纹的产生和扩展,从而在一定程度上提高锤上锻模的寿命。本文采用逐步增加此圆角处的拔模斜度和圆角半径方法来改变模具结构,从而得出较优的锤上锻模结构。最后,应用ALOF软件对锤锻模具裂纹扩展进行模拟分析,对裂纹扩展的趋势进行了预测分析,此方法的应用也为研究裂纹形成及锻模开裂提供了重要参考。
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