基于ANSYS的汽车半轴法兰盘感应淬火热分析

利用ANSYS APDL有限元瞬态热分析法,对法兰盘在感应加热、水冷淬火过程建立温度场模型,根据法兰盘沿径向的温度分布情况,进一步分析淬硬层深及内孔表面热应变。以法兰盘表面温度加热到950℃为条件,对其分别设置加热2.6 s/水冷12 s、加热3.2 s/水冷15 s两种不同的加热/水冷时间进行数值模拟,并对其工艺进行实际验证。仿真与试验验证结果表明,淬硬层深度最大误差为2.50%,内孔变形最大误差为7.27%,证明所建模型符合实际要求误差<10%的规定。该结果可为法兰盘提供工艺制定的依据,也对同类产品工艺的制定提供参考。

变速器输出法兰感应淬火内孔热变形分析与预测

某壁厚为6.75 mm的汽车变速器输出法兰,由于受现有感应加热设备频率限制,法兰φ42.15外圆局部感应淬火后,淬硬层深度较深,导致内孔产生热变形大而影响后道内花键拉削工序。通过试验调整感应加热器与法兰之间的间隙,从而减小淬硬层深度,使内孔变形控制在0.02 mm以内。并通过Matlab三次多项式拟合出淬硬层深度及内孔变形的关系式,可实现对淬硬层深度及内孔变形的预测,减小设备投入,为类似产品的感应器设计提供参考。

基于JMatPro与ANSYS联合仿真的变速器齿轮轴选材和热处理工艺改进设计

针对某汽车变速器倒档惰齿轮轴,20CrMoH材料渗碳淬火后内螺纹产生变形,合格率低。为解决此问题,采用45钢正火+高频局部淬火工艺代替现用材料。通过JMatPro软件对拟代替材料45钢进行相应热处理模拟,得到45钢热处理工艺。用ANSYS有限元对其进行静力学及瞬态热分析,获得45钢实际载荷作用下的应力、应变结果。最后经耐久台架试验,获得实际磨损量。仿真与试验结果表明,采用45钢在强度、变形、磨损量均满足要求的前提下,螺纹孔合格率100%,单件零件最终热处理加热时间缩短了37.93%。

基于修正Archard模型的45钢感应淬火后磨损量计算与验证

为了定量分析45钢表面感应淬火热处理后对表面磨损的影响,运用JMatPro软件通用钢模块得到45钢硬度大于50 HRC时的屈服强度。对某型号变速器倒档中间齿轮轴的实际工况进行分析,建立修正Archard磨损计算模型,并将齿轮轴外圆0.2 cm深度范围内对应的屈服强度作为修正的Archard模型的强度计算值,得到不同屈服强度对应的磨损量。并经耐久台架试验验证齿轮轴实际磨损量。结果表明,实际磨损量与理论计算值误差为7.26%,证明了使用修正Archard模型计算磨损量,将感应淬火表面硬度作为整体硬度的方法是可行、有效的。此方法的应用可节省新产品的开发周期及试验成本,对类似表面硬化后的材料磨损量的计算与预测具有一定的参考意义。