曲軸滾壓關鍵參數設計理論與數值模擬（簡體書）

本書為國家自然科學基金項目“曲軸滾壓關鍵參數設計理論研究”的主要研究成果。作者圍繞曲軸的強度分析和滾壓強化問題進行了深入系統的研究，提出了曲軸滾壓刀具結構參數、運動參數和載荷參數的設計準則與方法；對曲軸滾壓強化的表面硬化層的深度和殘余應力進行理論預測，探討滾壓工藝參數對殘余應力與變形層分布及數值上的影響；在對曲軸有限元，模型規範化研究的基礎上，提出了通用化的分析模塊劃分方法、模型參數化方法和系統實現方法；通過顯式—隱式求解手段將滾壓強化和強度分析模型有機地融合在一起，形成統一的分析模型，研究考慮滾壓強化效應的曲軸有限元建模與分析方法，對曲軸滾壓后的殘余變形進行了分析計算。本書內容在一定程度上解決了工程上滾壓工藝參數和刀具結構參數選擇無據可依的問題，為科學評價滾壓強化效果提供了方法和依據。
本書建立的圓弧接觸線回轉體摩擦傳動運動學模型不僅為曲軸園角滾壓運動和結構參數設計提供了一種優化設計方法，也為該類傳動提供了一種減小滑動、提高傳動效率的新方法。作者將應力狀態和軟性系數等概念引入了接觸問題，對加工硬化現象中的表層、亞表層和深層給出了公式化的量化描述。書中提出的多項式插值的加權平均法推導過程簡單、思路清晰，具有明確的物理意義并簡化了三角形單元和四邊形等參元的形函數推導過程。
本書可供企業中從事曲軸強度和強化研究與實踐的專業技術人員參考使用，亦可供機械設計、汽車與動力機械工程、應用力學等相關專業的科研人員、工程技術人員和碩士、博士研究生參考。

劉榮昌，男，1970年6月生，1993年畢業于河北工業大學汽車拖拉機專業，獲工學學士學位，2001年3月畢業于西安理工大學機械設計及理論專業，獲工學碩士學位，2005年6月畢業于西安理工大學機械設計及理論專業，獲工學博士學位，主要從事機械設計及理論、車輛工程等方面的研究工作，完成河北省科技廳計劃項目和河北省教育廳項目各一項，獲河北省科技進步三等獎一項，主講的2門課程被評為省級精品課程，現主持國家自然科學基金項目一項，主研河北省教育廳項目2項，發表學術論文50余篇，其中18篇被EI收錄。

第1章 概論
　1.1 曲軸的強度研究回顧
　1.2 提高曲軸疲勞壽命的方法和途徑
　1.3 曲軸圓角滾壓工藝
　1.4 本書的主要內容
第2章 曲軸的參數化建模與有限元分析
　2.1 有限元法的理論基礎和計算平臺
　2.2 曲軸CAE模型的規範化
　2.3 曲軸CAE模型的參數化
　2.4 參數化曲軸有限元分析系統的開發
　2.5 直列四缸曲軸分析示例
　2.6 結論
第3章 滾壓基本工藝參數的設計方法
　3.1 圓角滾壓運動及結構參數的優化設計
　3.2 加載范圍與原則的選擇和確定
　3.3 滾壓系統設計的基本計算
　3.4 加工硬化層深度的軟性系數描述
　3.5 曲軸滾壓加工的數值模擬
第4章 確定最佳滾壓參數的神經網絡法
　4.1 最佳殘余應力理論
　4.2 曲軸具體工況有限元模擬
　4.3 曲軸圓角滾壓的正交試驗
　4.4 基於BP神經網絡殘余應力的預測
　4.5 最佳滾壓參數的確定
第5章 多項式插值的加權平均法及其應用
　5.1 引言
　5.2 加權平均法的物理意義
　5.3 單自變量的情況
　5.4 兩自變量的情況
　5.5 在有限元形函數推導中的應用
　5.6 結論
第6章 基於虛擬樣機技術的曲軸系動力學分析
　6.1 基於Kane-Huston方法的內燃機動力學建模及仿真
　6.2 基於虛擬樣機技術的曲軸系動力學分析
　6.3 曲軸的固有動力學特性分析
　6.4 曲軸系受迫振動分析
第7章 曲軸滾壓的顯式動力學分析
　7.1 滾壓過程的顯式動力學模擬
　7.2 考慮滾壓強化效應的曲軸強度分析
　7.3 滾壓加工殘余變形的有限元分析
參考文獻