本文關(guān)鍵詞：50Mn鋼環(huán)軋運動學(xué)和成形工藝及組織性能演變規(guī)律的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：50Mn回轉(zhuǎn)支承環(huán)件是一種新型機械零部件,由于其彈性和硬度均較高、耐腐蝕、耐高壓,因而廣泛地應(yīng)用到機械制造行業(yè)中。徑-軸向環(huán)件軋制作為50Mn回轉(zhuǎn)支承環(huán)件的主要成形工藝,由于其環(huán)軋過程受到多個非線性因素耦合以及多變量作用的影響,對環(huán)件軋制成形的質(zhì)量有著重要的影響。制定合理的環(huán)軋工藝方案,實現(xiàn)精確地控制環(huán)件的幾何形狀和微觀組織,可為環(huán)件質(zhì)量的提高提供科學(xué)的參考依據(jù)。但實際生產(chǎn)中往往基于環(huán)件的宏觀尺寸變化,通過設(shè)置其工藝參數(shù)來控制環(huán)件的成形過程。本文在環(huán)件軋制理論的基礎(chǔ)上,通過數(shù)學(xué)方法推導(dǎo)出了環(huán)件直徑增大運動、環(huán)件旋轉(zhuǎn)運動、直線進(jìn)給運動、導(dǎo)向輥的導(dǎo)向運動等運動方程,然后由運動方程得出理論上影響其運動的主要因素,通過案例分析,很好地解釋了導(dǎo)致環(huán)件被導(dǎo)向輥壓彎的原因并給出了合理的避免措施。采用環(huán)件軋制理論與有限元仿真技術(shù)相結(jié)合,研究了環(huán)件在環(huán)軋過程中金屬流動規(guī)律、位移場、溫度場的變化規(guī)律;應(yīng)用Simufact.Forming13.3軟件研究分析了環(huán)軋過程中驅(qū)動輥轉(zhuǎn)速n、環(huán)件的初始溫度T、驅(qū)動輥與環(huán)件的剪切摩擦因子m對環(huán)件宏觀成形過程的影響。通過對50Mn環(huán)件在環(huán)軋過程中變形、傳熱的數(shù)值模擬分析研究,得到了金屬流動、位移場、溫度場的變化規(guī)律:環(huán)軋過程中環(huán)件外側(cè)面金屬徑向流動劇烈,中徑附近區(qū)域金屬流動次之,內(nèi)徑附近區(qū)域金屬流動最慢;環(huán)件的等效塑性應(yīng)變由環(huán)件內(nèi)外側(cè)表面區(qū)域向環(huán)件中間區(qū)域逐步擴展,內(nèi)外側(cè)表面區(qū)域變形程度較大,中間區(qū)域變形程度較小;環(huán)件的溫度由中間區(qū)域向環(huán)件內(nèi)外側(cè)逐漸降低,環(huán)件內(nèi)外側(cè)、上下端表面的溫度較低,中間區(qū)域的溫度較高。然后運用單參數(shù)變量法,通過有限元仿真研究了不同的驅(qū)動輥轉(zhuǎn)速、環(huán)件初始溫度以及驅(qū)動輥與環(huán)件的摩擦因子對環(huán)件的位移場、溫度場分布的影響規(guī)律:驅(qū)動輥轉(zhuǎn)速增大,環(huán)件等效塑性應(yīng)變、溫度的非均勻度程度值增大;環(huán)件初始溫度升高,環(huán)件等效塑性應(yīng)變的非均勻程度值先減小后增大,溫度的非均勻程度值先增大后減小;驅(qū)動輥與環(huán)件的摩擦因子增大,使得環(huán)件的等效塑性應(yīng)變、溫度的非均勻度程度值增大。最后通過實驗得到50Mn鋼在生產(chǎn)過程中組織性能演變規(guī)律,調(diào)質(zhì)態(tài)試樣強韌性結(jié)合較好,鍛壓態(tài)試樣次之,軋制態(tài)試樣較差,但軋制態(tài)試樣晶粒較細(xì)小,鍛壓態(tài)試樣次之,調(diào)質(zhì)態(tài)試樣較粗大,同時也驗證了環(huán)件矩形截面上位移場和溫度場的分布。根據(jù)本文的研究結(jié)果,可以為50Mn回轉(zhuǎn)支承環(huán)件的生產(chǎn)提供參考依據(jù)和技術(shù)支持,為環(huán)件環(huán)軋過程中的精確控形提供了科學(xué)的工程實用依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：50Mn 徑-軸向環(huán)件軋制 環(huán)件軋制理論 Simufact.Forming 有限元
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG335
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 引言13
• 1.2 環(huán)件軋制工藝簡介13-15
• 1.2.1 徑-軸向環(huán)件軋制原理13-14
• 1.2.2 環(huán)件軋制工藝流程14-15
• 1.3 環(huán)件軋制研究現(xiàn)狀15-20
• 1.3.1 實驗研究15-17
• 1.3.2 理論研究17-18
• 1.3.3 數(shù)值模擬研究18-20
• 1.4 課題的來源、目的和意義20-21
• 1.4.1 課題的來源20
• 1.4.2 課題研究的目的、意義20-21
• 1.5 本文研究內(nèi)容21-22
• 1.6 本文研究方法22-23
• 第二章 環(huán)件軋制成形性分析及剛/粘塑性有限元概述23-36
• 2.1 環(huán)件軋制成形性分析23-30
• 2.1.1 徑向成形性分析23-28
• 2.1.2 軸向成形性分析28-30
• 2.2 案例分析30-32
• 2.3 剛/粘塑性有限元理論概述32-34
• 2.3.1 剛/粘塑性材料基本假設(shè)概論32-33
• 2.3.2 剛/粘塑性材料塑性力學(xué)的基本方程及邊界條件33
• 2.3.3 剛/粘塑性有限元變分原理33-34
• 2.3.4 剛/粘塑性有限元的求解列式34
• 2.4 本章小結(jié)34-36
• 第三章 徑-軸向環(huán)件軋制運動學(xué)36-48
• 3.1 軋制曲線36-38
• 3.1.1 軋制曲線模型36-37
• 3.1.2 軋制曲線的形式以及生成方法37-38
• 3.2 環(huán)件直徑增大運動38-40
• 3.2.1 環(huán)件外直徑增大速度38-39
• 3.2.2 環(huán)件內(nèi)直徑增大速度39-40
• 3.3 環(huán)件旋轉(zhuǎn)運動40-41
• 3.3.1 環(huán)件轉(zhuǎn)動速度40
• 3.3.2 環(huán)件轉(zhuǎn)動加速度40-41
• 3.4 直線進(jìn)給運動41-42
• 3.4.1 芯輥徑向進(jìn)給運動41
• 3.4.2 上錐輥軸向進(jìn)給運動41-42
• 3.5 導(dǎo)向輥導(dǎo)向運動42-45
• 3.5.1 導(dǎo)向輥運動參數(shù)分析42-43
• 3.5.2 導(dǎo)向輥的定心力分析43-45
• 3.6 案例分析45-47
• 3.7 本章小結(jié)47-48
• 第四章 50Mn環(huán)件軋制工藝研究48-64
• 4.1 引言48
• 4.2 50Mn環(huán)件的材料模型48-49
• 4.3 研究思路和有限元模擬參數(shù)設(shè)置49-50
• 4.4 環(huán)軋時金屬流動變化規(guī)律50-51
• 4.5 環(huán)軋過程中場變量的變化規(guī)律51-54
• 4.5.1 等效應(yīng)變場變化及分布規(guī)律51-53
• 4.5.2 溫度場變化及分布規(guī)律53-54
• 4.6 工藝參數(shù)對環(huán)軋過程的影響54-62
• 4.6.1 驅(qū)動輥轉(zhuǎn)速n對環(huán)件軋制成形的影響55-57
• 4.6.2 環(huán)件初始溫度T對環(huán)件軋制成形的影響57-60
• 4.6.3 驅(qū)動輥剪切摩擦因子m對環(huán)件軋制成形的影響60-62
• 4.7 本章小結(jié)62-64
• 第五章 熱加工過程及熱處理后環(huán)件的力學(xué)性能以及顯微組織變化64-75
• 5.1 生產(chǎn)設(shè)備和實驗設(shè)備64-67
• 5.2 實驗內(nèi)容67
• 5.3 金相組織分析67-71
• 5.3.1 鍛壓后試樣的金相分析67-68
• 5.3.2 環(huán)軋后試樣的金相分析68-70
• 5.3.3 調(diào)質(zhì)處理后試樣的金相分析70-71
• 5.4 力學(xué)性能試驗71-73
• 5.5 斷口分析73-74
• 5.6 本章小結(jié)74-75
• 第六章 結(jié)論與展望75-77
• 6.1 結(jié)論75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 致謝81-82
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文82

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：271600