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机械零部件抗疲劳设计和抗疲劳制造科研团队

团队负责人:

卢曦,教授、博士生导师,机械工业汽车底盘机械零部件强度与可靠性评价重点实验室副主任兼秘书。主持国家、地方纵向项目以及企业委托横向项目50多项,包括国家自然基金、上海市科技攻关、上海市重点项目等。出版专著1本,第一和通讯作者发表论文100余篇,其中SCI检索论文10篇,EI/ISTP检索论文50余篇。授权国家发明专利9项,申请国家发明专利18项。荣获上海科学技术进步奖1项。

长期致力于机械结构疲劳强度理论、载荷的强化和损伤、基于强度特征的轻量化技术、旋锻成形工艺、毛坯-成形-热处理-产品的强度匹配、可靠性以及可回收性剩余强度和寿剩余命评价等方面的理论和应用研究。学科研究贡献方面:提出具有重大工程应用潜力的基于强化和损伤疲劳累积损伤模型和技术、基于材料-工艺-产品的强度匹配技术和模型、基于组织-形变强化的局部强度和强度场预测技术和模型。提出的零件强度场概念和模型不但发展了强度-应力干涉模型,而且为零件的毛坯、制造工艺、热处理和强化工艺等的要求设计奠定了理论基础。这些技术以材料的强化和损伤特性为依据,耦合了零件的组织强化、形变强化和残余压应力作用,充分体现了材料强度潜力充分发挥的设计宗旨,把结构抗疲劳设计和抗疲劳制造有机的耦合起来。

团队成员

姓名

研究方向

卢曦

基于强度特征的轻量化和抗疲劳设计、旋锻近净成形工艺、机械抗疲劳制造、报废零件可回收性技术评价

宋有硕

机械制造工艺、压力矫直工艺、抗疲劳制造

詹科

机械制造工艺、喷丸工艺强化、抗疲劳制造

刘晓辉

旋锻近净成形工艺、抗疲劳设计

王建伟

结构和焊接零件的抗疲劳设计和抗疲劳制造

一、机械结构和零件的抗疲劳设计和抗疲劳制造技术

通过结构的局部强度和强度场把结构抗疲劳设计和抗疲劳制造技术有机的耦合起来,为结构的材料、毛坯、热处理、强化工艺等的要求设计提供了理论依据。基于结构和零件的局部强度和强度场提出了材料要求设计、毛坯要求设计、热处理强化要求、工艺强化要求的设计理论和方法。

提出了基于毛坯-制造-产品的热处理硬度场的设计要求,包括热处理表面硬度、硬化层深度、芯部硬度以及硬度度等。





热处理强化要求设计

提出了基于制造工艺-热处理-产品的毛坯结构尺寸和力学特性要求设计,通过控制毛坯的力学特性进行工艺设计,提高产品的疲劳强度和疲劳寿命。


旋锻成形的毛坯尺寸和力学特性要求设计

喷丸等工艺强化的工艺参数制定、匹配优化,提过喷丸等工艺强化提高疲劳强度和疲劳寿命。

二、基于强度特征的轻量化设计和可靠性设计技术

基于载荷强化和损伤的载荷谱处理新技术,用于加载谱和耐久性评价规范的制定。


载荷谱采集和处理

通过载荷的强化和损伤、结构抗疲劳设计和载荷谱中强度变化特征等提出了基于强度特征的轻量化设计和可靠性设计,并应用到等速万向传动轴零件的具体设计。



可靠性和轻量化设计

三、基于零件强度场的疲劳寿命仿真技术

提出了结构和零件的静强度和疲劳强度特征预测模型,并通过结构和零件的静强度和强度特征而非材料的静强度和强度特征进行疲劳仿真。

 


动臂焊接结构疲劳研究


动臂焊接残余应力研究

四、旋锻近净成形工艺参数确定和缺陷预防

含芯棒和无芯棒的旋锻工艺参数优化、缺陷预防以及产品设计。

旋锻成形仿真

 

旋锻缺陷预防机理和旋锻工艺参数确定

五、提高焊接结构疲劳性能的矫正理论和技术

提供疲劳寿命的矫正工艺参数优化。

动臂矫正工艺参数确定和矫正装置

六、可回收机械零部件技术评价理论和技术

报废机械零件的剩余强度和剩余寿命评价和预测。


可回收技术评价流程


评价回收的液压油缸和轿车等速万向传动轴

七、机械零件的动态特性设计和NVH匹配设计


某商务车传动轴NVH匹配研究