柴油发动机传递的扭矩大、工作状态稳定、性价比高,被广泛地应用在传统机械行业、海洋运输业、能源电力业等设备上。曲轴在高温、高压的环境下工作,其传递的扭矩比较大,还要承受交变应力,在强度和刚度上有较高的要求。曲轴由于结构复杂、性能要求高,往往对模锻过程的工艺控制有较高的要求,在模锻过程中,要严格控制始锻和终锻温度,以保证曲轴的顺利成形,并有效提高晶粒度。因此,采用有限元数值模拟的方法来预测模锻过程中的温度场变化是必不可少的。本文采用有限元数值模拟与实验相结合的方法对某型号曲轴模锻全过程中温度场的变化进行研究,分析模锻全过程中温度变化规律、金属流动变化规律和等效应力变化规律,预测曲轴坯料在模锻全过程中的温度场变化,并对曲轴的可靠性进行检测,对曲轴工艺优化具有指导意义。论文的主要研究内容如下:(1)针对曲轴模锻全过程有限元数值模拟中的42CrMo钢材料模型进行校核,实测42CrMo钢热导率、比热容、热扩散、杨氏模量、剪切模量、泊松比、线性热膨胀、平均膨胀系数等热物性参数。(2)应用Deform-3D的Inverse Heat Transfer求解模块和实验完成曲轴坯料与空气的界面换热系数的求解,校核坯料在除鳞过程中的界面换热系数,并验证所求界面换热系数的正确性。(3)以预测温度场为目的,完成曲轴模锻全过程的有限元数值模拟及实验验证,并校核坯料与模具的界面换热系数,分析曲轴模锻过程中的温度变化规律、金属流动规律、等效应力变化规律和等效应变变化规律,验证所校核的界面换热系数的正确性。为防止曲轴发生疲劳破坏而造成发动机失效,进行曲轴弯曲疲劳实验。