大曲軸鍛件鐓鍛裝置的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析（開題報(bào)告）
1、課題的目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析或設(shè)計(jì)方案比較、選型分析等）
曲軸是柴油機(jī)的關(guān)鍵零件，其制造質(zhì)量直接影響到柴油機(jī)性能和可靠性，尤其是大中型柴油機(jī)曲軸，隨著近年世界造船、石油、發(fā)電、內(nèi)燃機(jī)的快速發(fā)展，對大中型柴油機(jī)曲軸質(zhì)量的要求越來越高，而且需求量也很大。目前國內(nèi)常用的大中型曲軸鐓鍛工藝有R-R鐓鍛法、T-R鐓鍛法、NR-R鐓鍛法、VSG鐓鍛法和臥式雙向水壓機(jī)鍛造[1]。本次研究對象為T-R鐓鍛設(shè)備，其主要工作原理是通過肘桿機(jī)構(gòu)把壓力機(jī)的壓力分解為垂直彎曲分力和水平鐓粗分力，力的轉(zhuǎn)換效率隨裝置上曲柄α角的減小而增加，分配比較合理，較好的適應(yīng)的曲拐在鐓鍛時(shí)模具的夾緊力由大到小，而水平鐓粗力由小到大的要求[2] [3]。近20年來，波蘭波茲南金屬成形研究所Tadeusz Rut教授對T-R鐓鍛法進(jìn)行改進(jìn)，現(xiàn)已開發(fā)出第三代鐓鍛裝置。最新的T-R鐓鍛法具有不對稱鐓粗功能,能夠用僅在曲柄銷處開槽的光坯鍛造曲軸鍛件。該方法改變了以往TR鐓鍛法曲柄難充滿，易形成塌角等狀況，消耗的材料較以前更少。中國南車集團(tuán)資陽機(jī)車有限公司于2004年從波蘭引進(jìn)的TR35裝置，即第三代TR鐓鍛裝置，具有可采用原材料光坯擠壓、分體式預(yù)鍛工藝和自動(dòng)校正等多項(xiàng)世界最先進(jìn)技術(shù)，大大地提升了3600噸水壓機(jī)鍛造能力，也為提高中速柴油機(jī)曲軸鍛造國產(chǎn)化率奠定了基礎(chǔ)。但該裝置在使用幾次后上下模座發(fā)生鍛裂，為找出斷裂原因，并能針對薄弱處進(jìn)行有效的改進(jìn)和優(yōu)化，需對裝置進(jìn)行有限元結(jié)構(gòu)分析，以獲得其工作時(shí)應(yīng)力應(yīng)變狀況，分析得到需要加強(qiáng)的部位，從而進(jìn)行有效的優(yōu)化，提高其承載能力。
自從1960年Clough 提出“有限單元法”的名稱以來, 有限單元法已經(jīng)成為結(jié)構(gòu)分析中必不可少的工具[4]。有限元法(Finite Element Method)就是用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求解彈性力學(xué)問題，經(jīng)過半個(gè)多實(shí)際的發(fā)展，F(xiàn)EM已經(jīng)從彈性力學(xué)的平面問題擴(kuò)展到空間問題、板殼問題；從靜力問題擴(kuò)展到動(dòng)力問題、穩(wěn)定性問題和波動(dòng)問題；從線性問題擴(kuò)展到非線性問題；從固體力學(xué)領(lǐng)域擴(kuò)展到流體力學(xué)、傳熱學(xué)、電磁學(xué)等其他介質(zhì)領(lǐng)域。它經(jīng)歷了從低級到高級、從簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程，目前已成為工程計(jì)算最有效的方法之一[5]。