曲轴滚压关键参数设计理论与数值模拟

　　第1章 概论
　　1.1 曲轴的强度研究回顾
　　1.2 提高曲轴疲劳寿命的方法和途径
　　1.3 曲轴圆角滚压工艺
　　1.4 本书的主要内容
　　第2章 曲轴的参数化建模与有限元分析
　　2.1 有限元法的理论基础和计算平台
　　2.2 曲轴CAE模型的规范化
　　2.3 曲轴CAE模型的参数化
　　2.4 参数化曲轴有限元分析系统的开发
　　2.5 直列四缸曲轴分析示例
　　2.6 结论
　　第3章 滚压基本工艺参数的设计方法
　　3.1 圆角滚压运动及结构参数的优化设计
　　3.2 加载范围与原则的选择和确定
　　3.3 滚压系统设计的基本计算
　　3.4 加工硬化层深度的软性系数描述
　　3.5 曲轴滚压加工的数值模拟
　　第4章 确定最佳滚压参数的神经网络法
　　4.1 最佳残余应力理论
　　4.2 曲轴具体工况有限元模拟
　　4.3 曲轴圆角滚压的正交试验
　　4.4 基于BP神经网络残余应力的预测
　　4.5 最佳滚压参数的确定
　　第5章 多项式插值的加权平均法及其应用
　　5.1 引言
　　5.2 加权平均法的物理意义
　　5.3 单自变量的情况
　　5.4 两自变量的情况
　　5.5 在有限元形函数推导中的应用
　　5.6 结论
　　第6章 基于虚拟样机技术的曲轴系动力学分析
　　6.1 基于Kane-Huston方法的内燃机动力学建模及仿真
　　6.2 基于虚拟样机技术的曲轴系动力学分析
　　6.3 曲轴的固有动力学特性分析
　　6.4 曲轴系受迫振动分析
　　第7章 曲轴滚压的显式动力学分析
　　7.1 滚压过程的显式动力学模拟
　　7.2 考虑滚压强化效应的曲轴强度分析
　　7.3 滚压加工残余变形的有限元分析
　　参考文献

　　    刘荣昌，男，1970年6月生，1993年毕业于河北工业大学汽车拖拉机专业，获工学学士学位，2001年3月毕业于西安理工大学机械设计及理论专业，获工学硕士学位，2005年6月毕业于西安理工大学机械设计及理论专业，获工学博士学位，主要从事机械设计及理论、车辆工程等方面的研究工作，完成河北省科技厅计划项目和河北省教育厅项目各一项，获河北省科技进步三等奖一项，主讲的2门课程被评为省级精品课程，现主持国家自然科学基金项目一项，主研河北省教育厅项目2项，发表学术论文50余篇，其中18篇被EI收录。现为河北科技师范学院副教授，机电工程学院院长。机械工程类专业带头人。校级学术骨干，受聘担任《内燃机学报》特邀编委。秦皇岛市第七批专业技术拔尖人才。
　　    马淑英，女，1952年10月生，河北科技师范学院教授。曾任农业机械化专业教研室主任，现任农业机械化及其自动化专业带头人，硕士研究生导师。1975年毕业以来，一直从事农业机械化本科专业的教学与科研工作。主讲《农业机械学》、《农业机械化管理学》、《汽车理论》、《汽车运用工程》、《汽车发动机构造与维修》等课程。获河北省教学成果二、三等奖各1项，省优秀多媒体课件二等奖和学院教学成果二等奖。主编国家规划教材《农机检测技术》、《农业机械技术》和《栽培设施工程技术》。省级精品课负责人和省级教学名师。科研方面。主要从事现代农业装备的结构设计与农业环境参数检测等方面的研究。先后取得科研成果14项；获得河北省科技进步三等奖。中国职业教育学会一等奖，多次获得市（厅）级奖励；发表学术论文60余篇；现承担国家自然基金、省科技厅和省教育厅科研项目6项。2004年被评为秦皇岛市优秀教师，2007年被评为河北省模范教师，2008年被评为学校教学名师和巾帼建功标兵，2009年评为河北省教学名师。
　　    马国清，男，1970年12月生，1993年毕业于河北工业大学汽车拖拉机专业，获工学学士学位。2001年3月毕业于河北工业大学机械设计及理论专业。获工学硕士学位，2005年3月毕业于天津大学机械制造及其自动化专业，获工学博士学位。2005年4月至2008年8月在河北工业大学机械工程博士后流动站和中煤张家口煤矿机械有限责任公司从事博士后研究工作。主要从事机械设计及理论、车辆工程等方面的研究工作。参与国家863项目及国家自然科学基金项目各一项，主持完成中煤张家口煤矿机械有限责任公司项目一项。成功申请一项实用新型专利，与他人合作编写教材一部。发表学术论文15篇。其中被三大索引收录论文五篇。现为烟台大学副教授，机电汽车工程学院副院长。

　　    《曲轴滚压关键参数设计理论与数值模拟》为国家自然科学基金项目“曲轴滚压关键参数设计理论研究”的主要研究成果。作者围绕曲轴的强度分析和滚压强化问题进行了深入系统的研究，提出了曲轴滚压刀具结构参数、运动参数和载荷参数的设计准则与方法；对曲轴滚压强化的表面硬化层的深度和残余应力进行理论预测，探讨滚压工艺参数对残余应力与变形层分布及数值上的影响；在对曲轴有限元，模型规范化研究的基础上，提出了通用化的分析模块划分方法、模型参数化方法和系统实现方法；通过显式-隐式求解手段将滚压强化和强度分析模型有机地融合在一起，形成统一的分析模型，研究考虑滚压强化效应的曲轴有限元建模与分析方法，对曲轴滚压后的残余变形进行了分析计算。《曲轴滚压关键参数设计理论与数值模拟》内容在一定程度上解决了工程上滚压工艺参数和刀具结构参数选择无据可依的问题，为科学评价滚压强化效果提供了方法和依据。
　　    《曲轴滚压关键参数设计理论与数值模拟》建立的圆弧接触线回转体摩擦传动运动学模型不仅为曲轴园角滚压运动和结构参数设计提供了一种优化设计方法，也为该类传动提供了一种减小滑动、提高传动效率的新方法。作者将应力状态和软性系数等概念引入了接触问题，对加工硬化现象中的表层、亚表层和深层给出了公式化的量化描述。书中提出的多项式插值的加权平均法推导过程简单、思路清晰，具有明确的物理意义并简化了三角形单元和四边形等参元的形函数推导过程。
　　    《曲轴滚压关键参数设计理论与数值模拟》可供企业中从事曲轴强度和强化研究与实践的专业技术人员参考使用，亦可供机械设计、汽车与动力机械工程、应用力学等相关专业的科研人员、工程技术人员和硕士、博士研究生参考。