本文關(guān)鍵詞：大型鍛件空洞缺陷的數(shù)值模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大型鍛件是國家核心設(shè)備組成的基本部件,在許多領(lǐng)域都發(fā)揮著舉足輕重的作用,其生產(chǎn)質(zhì)量水平在一定程度上反映了國家工業(yè)發(fā)展情況。大型鍛件具有投資大、批量少、品種多、制造周期長等特點,這制約著大型鍛件行業(yè)的快速發(fā)展。我國與國外發(fā)達國家大型鍛件行業(yè)發(fā)展有一定差距,尤其是高品質(zhì)、高重量的大型鍛件的生產(chǎn)無法滿足相關(guān)行業(yè)的發(fā)展需求。一些關(guān)鍵設(shè)備所需鍛件的重量、尺寸都在逐漸增加,這樣,如偏析、疏松、殘余縮孔、粗晶等缺陷在鋼錠中就越明顯,這將會從很大程度上降低大型鍛件的產(chǎn)品合格率。因此,大型鍛件的鍛造過程,不僅僅是鍛件的成形過程,更重要的是修復(fù)缺陷、改善組織的過程。大型鍛件尺寸大、重量大、生產(chǎn)成本高的特點決定了不易直接利用其進行鐓粗試驗。本文首先基于塑性有限元基本理論,分析及推導(dǎo)了大型鍛件內(nèi)部空洞缺陷演變模型以及閉合的判定準(zhǔn)則。然后,運用Deform-3D數(shù)值模擬軟件,對不同參數(shù)條件下的45號鋼圓柱體進行模擬分析。得到鍛件內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變分布、空洞閉合過程以及高徑比、空洞位置、摩擦系數(shù)、溫度等參數(shù)對空洞閉合的影響,并通過對比驗證了結(jié)果的正確性。研究結(jié)果表明：對于無空洞的圓柱體,圓柱體模型高徑比為1.6時,鍛件的橫向、軸向和對角線從中心到表面的各點,同一軸線上的點隨著離中心距離的變大,點附近的等效應(yīng)變逐漸減小,而對于同一點的等效應(yīng)變是隨著壓下率的增加而逐漸增大的,近似成一定的線性關(guān)系。鍛件鐓粗時,鍛件兩端會出現(xiàn)難變形區(qū)域,當(dāng)壓下率為25%左右時,就出現(xiàn)了現(xiàn)翹曲現(xiàn)象。隨著壓下率的增加,翹曲現(xiàn)象越明顯,當(dāng)壓下率大于50%時容易產(chǎn)生裂紋。空洞形狀變化可以從鐓粗模擬過程看出,經(jīng)過球形→橢球形→裂縫→細小裂紋→閉合的過程,并且空洞基本上是從空洞中心附近開始慢慢貼合,且逐步擴展到空洞的兩個側(cè)邊,當(dāng)壓下率到空洞臨界閉合值時,空洞會全部閉合：通過分析空洞周圍點的應(yīng)力、應(yīng)變大小和分布特點,可以看出空洞在閉合時,空洞附近的應(yīng)力應(yīng)變會發(fā)生劇烈變化,空洞會閉合,但不是晶體組織上的焊合。鍛件高徑比在1附近時,是空洞的最佳閉合條件,空洞最容易閉合；高徑比和壓下率是影響大型鍛件中空洞缺陷閉合的主要因素；摩擦系數(shù)、溫度及空洞尺寸對空洞閉合的影響不大；空洞位置對空洞閉合的影響相對較大,但由于大型鍛件的空洞大多集中于鍛件心部,可只考慮空洞位于心部的相關(guān)研究。
【關(guān)鍵詞】：有限元 數(shù)值模擬 大型鍛件 空洞缺陷 模型 鐓粗 影響因素
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG316
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 引言11-14
• 1.2 大型鍛件內(nèi)部常見缺陷14-19
• 1.2.1 空洞14-15
• 1.2.2 殘余縮孔和疏松15-16
• 1.2.3 非金屬性夾雜16-17
• 1.2.4 裂紋17
• 1.2.5 白點17-18
• 1.2.6 粗晶18-19
• 1.3 大型鍛件內(nèi)部空洞缺陷閉合研究進展19-23
• 1.3.1 空洞閉合的物理模擬和實驗研究19-20
• 1.3.2 空洞閉合的數(shù)值模擬研究20-22
• 1.3.3 空洞閉合的理論研究22-23
• 1.4 本課題研究意義及研究內(nèi)容23-25
• 1.4.1 研究意義23-24
• 1.4.2 本文主要研究內(nèi)容24-25
• 第2章 數(shù)值模擬的基本理論25-33
• 2.1 有限元法簡介25
• 2.2 DEFORM有限元軟件25-26
• 2.2.1 DEFORM有限元軟件簡介25
• 2.2.2 DEFORM-3D的功能25-26
• 2.3 塑性成形中的有限元技術(shù)26-32
• 2.3.1 塑性有限元技術(shù)的發(fā)展26-27
• 2.3.2 剛塑性有限元基本方程27-28
• 2.3.3 有限元變分原理28-29
• 2.3.4 彈塑性大變形本構(gòu)方程29-31
• 2.3.5 有限元法求解過程31-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第3章 大型鍛件內(nèi)部空洞模型及其演化與空洞閉合準(zhǔn)則33-41
• 3.1 空洞模型33-35
• 3.2 空洞模型演化計算35-36
• 3.2.1 空洞演變機制35
• 3.2.2 空洞閉合準(zhǔn)則35-36
• 3.3 空洞損傷模型36-40
• 3.3.1 空洞損傷模型理論36-39
• 3.3.2 空洞損傷模型計算39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 圓柱體鐓粗的數(shù)值模擬研究41-56
• 4.1 鐓粗心部無空洞圓柱體的數(shù)值模擬41-46
• 4.1.1 建立有限元模型41-42
• 4.1.2 模擬結(jié)果分析42-46
• 4.2 鐓粗心部帶空洞圓柱體的數(shù)值模擬46-54
• 4.2.1 有限元模型的建立46-47
• 4.2.2 應(yīng)變分析與應(yīng)力分析47-50
• 4.2.4 高徑比對空洞缺陷閉合的影響50-51
• 4.2.5 摩擦系數(shù)對空洞缺陷閉合的影響51-52
• 4.2.6 空洞尺寸對空洞缺陷閉合的影響52
• 4.2.7 溫度對空洞缺陷閉合的影響52-53
• 4.2.8 空洞位置對空洞閉合度的影響53
• 4.2.9 壓下率對空洞閉合度的影響53-54
• 4.3 本章小結(jié)54-56
• 第5章 結(jié)論與展望56-58
• 5.1 結(jié)論56
• 5.2 展望56-58
• 參考文獻58-64
• 致謝64-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況65

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 江榮華;;大型鍛件幾種常見缺陷的防止方法[J];鍛壓裝備與制造技術(shù);2010年02期

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本文編號：261822