曲轴圆角滚压是一种理想的曲轴表面强化手段,与传统强化工艺相比较具有成本低、加工时间短、强化效果好等优点。大量试验表明,对于球墨铸铁曲轴而言,圆角滚压可使得圆角表面硬度由240-290HB提高至50-55HRC,疲劳寿命可提高80％-100％。理想的曲轴滚压工艺参数应通过疲劳试验来确定。但疲劳试验属于破坏性试验,试验周期长,耗资巨大。因此,目前滚压工艺中的诸多工艺参数仍需通过经验来确定。随着对曲轴强化程度的日益提高,迫切需要对滚压机理和滚压参数加以研究。　　 本文主要内容包括:　　 利用有限元计算软件ABAQUS,采用三维显式动力学计算,模拟曲轴圆角滚压过程,通过利用软件自带的二次开发平台,编写数据采集程序,获取曲轴圆角表面和内部的应力分布情况。　　 在计算中发现:圆角在压应力边缘过渡区域会出现拉应力环带,并详细讨论了其产生过程与生成机理。计算结果与曲轴实际加工滚压过程中出现的“凸缘”情况相吻合。通过对“凸缘”生成机理的分析研究,合理的解释了圆角在滚压后,磨削圆角表面反而可以提高曲轴疲劳强度这一现象。根据分析结果,认为滚压后的圆角应力分布情况应选取圆角内侧0.4mm处的应力。　　 计算在不同的滚压力和滚轮倾斜角下,曲轴圆角的残余应力分布情况。通过多组计算结果发现:当滚压力足够大后,再增加滚压力,圆角残余压应力变化不大；滚轮的倾斜角度的变化,不仅会使得残余应力区域位置发生变化,残余应力值也会有相应的变化。　　 参照曲轴真实疲劳试验,对曲轴进行模拟弯曲疲劳试验,得到不同弯矩水平下曲轴圆角应力分布情况。将模拟弯曲疲劳试验得到的圆角工作应力与滚压后的圆角残余应力进行耦合计算,获得更为准确的曲轴疲劳强度,并依此对曲轴滚压参数进行优化,优化后的曲轴疲劳极限弯矩提高15.7％。