本文關(guān)鍵詞：身管徑向鍛造成形仿真分析與殘余應(yīng)力測(cè)試研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：論文以小口徑自動(dòng)武器的身管徑向鍛造工藝為背景,針對(duì)身管膛線徑向鍛造成形分析了不同階段的身管變形,基于功平衡法得出了鍛造錘頭力的計(jì)算公式。根據(jù)軸對(duì)稱理論建立了身管徑向鍛造的軸對(duì)稱簡(jiǎn)化模型,運(yùn)用大型有限元軟件DEFORM-3D對(duì)身管膛線徑向鍛造成形過(guò)程中金屬的流動(dòng)進(jìn)行分析,確定了不同階段金屬材料的流動(dòng)速度的大小和方向,清晰地展示了金屬流動(dòng)形成膛線的過(guò)程。建立了身管徑向鍛造過(guò)程的軸對(duì)稱模型,運(yùn)用DEFORM-3D模擬了身管徑向鍛造時(shí)錘頭力的大小,建立了不同工藝參數(shù)對(duì)應(yīng)的有限元模型,研究了變形程度、鍛件轉(zhuǎn)速、軸向進(jìn)給速度、徑向壓下量、鍛造溫度、錘擊速度、摩擦以及錘頭包角等工藝參數(shù)對(duì)身管膛線徑向鍛造時(shí)錘頭力的影響規(guī)律,為實(shí)際的身管徑向鍛造選取合適的鍛機(jī)和工藝參數(shù)提供參考。運(yùn)用有限元方法模擬身管徑向鍛造過(guò)程,預(yù)測(cè)經(jīng)徑向鍛造成形身管的殘余應(yīng)力,得到了鍛后身管內(nèi)、外表面等效殘余應(yīng)力、徑向殘余應(yīng)力和軸向殘余應(yīng)力的分布情況。采用高倍顯微鏡對(duì)經(jīng)徑向鍛造成形的身管表面進(jìn)行觀察,檢查是否有裂紋的存在。采用X射線衍射法應(yīng)力測(cè)試儀對(duì)鍛后身管進(jìn)行了軸向、切向和徑向殘余應(yīng)力的測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明,經(jīng)徑向鍛造成形的身管存在殘余應(yīng)力,與有限元仿真結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn),測(cè)試結(jié)果和仿真結(jié)果吻合,驗(yàn)證了有限元仿真的正確性。
【關(guān)鍵詞】：身管 徑向鍛造 材料流動(dòng) 錘頭力 殘余應(yīng)力
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG316
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 1 緒論11-20
• 1.1 選題背景11-13
• 1.2 身管徑向鍛造工藝介紹13-14
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-19
• 1.3.1 冷鍛15-16
• 1.3.2 徑向鍛造16-19
• 1.4 本文研究思路與工作安排19-20
• 2 徑向鍛造過(guò)程理論分析20-34
• 2.1 概述20-23
• 2.1.1 金屬的塑性20-22
• 2.1.2 金屬的可鍛性22-23
• 2.2 理論基礎(chǔ)23-26
• 2.2.1 徑向鍛造變形分析23-25
• 2.2.2 徑向鍛造時(shí)的受力分析25-26
• 2.2.3 變形力的計(jì)算26
• 2.3 徑向鍛造身管的變形分析26-30
• 2.3.1 鍛造段分析28-29
• 2.3.2 下沉段分析29-30
• 2.3.3 整形段分析30
• 2.4 功平衡法求解錘頭力30-33
• 2.4.1 功平衡法原理30-32
• 2.4.2 功平衡法求解身管徑向鍛造過(guò)程中的錘頭力32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 3 身管徑向鍛造過(guò)程中材料的流動(dòng)分析34-60
• 3.1 軟件介紹34-35
• 3.1.1 建模軟件34-35
• 3.1.2 有限元分析軟件35
• 3.2 有限元模型的建立35-42
• 3.2.1 身管模型建立36-38
• 3.2.2 芯棒模型建立38-39
• 3.2.3 錘頭模型建立39-41
• 3.2.4 摩擦模型41-42
• 3.2.5 溫度的影響42
• 3.2.6 錘頭的運(yùn)動(dòng)42
• 3.3 網(wǎng)格劃分42-45
• 3.3.1 網(wǎng)格劃分42-43
• 3.3.2 四面體單元43-45
• 3.4 材料流動(dòng)分析45-57
• 3.5 錘頭包角對(duì)身管成形的影響57-59
• 3.6 本章小結(jié)59-60
• 4 身管徑向鍛造工藝參數(shù)對(duì)錘頭力的影響分析60-76
• 4.1 變形程度60-62
• 4.2 鍛件轉(zhuǎn)速62-63
• 4.3 軸向進(jìn)給速度63-65
• 4.4 徑向壓下量65-67
• 4.5 鍛造溫度67-68
• 4.6 錘擊速度68-69
• 4.7 摩擦與潤(rùn)滑69-74
• 4.7.1 庫(kù)倫摩擦模型70-71
• 4.7.2 剪切摩擦模型71-73
• 4.7.3 潤(rùn)滑73-74
• 4.8 錘頭包角對(duì)錘頭力的影響74-75
• 4.9 本章小結(jié)75-76
• 5 徑向鍛造身管殘余應(yīng)力數(shù)值模擬76-83
• 5.1 概述76
• 5.2 仿真模型建立76-77
• 5.3 仿真結(jié)果分析77-82
• 5.4 本章小結(jié)82-83
• 6 實(shí)驗(yàn)測(cè)試徑向鍛造身管的殘余應(yīng)力83-99
• 6.1 概述83-84
• 6.2 殘余應(yīng)力測(cè)試原理84-87
• 6.2.1 盲孔法測(cè)試殘余應(yīng)力的基本原理84-85
• 6.2.2 X射線衍射法測(cè)試殘余應(yīng)力的基本原理85-87
• 6.3 X射線測(cè)試殘余應(yīng)力儀器簡(jiǎn)介87-89
• 6.3.1 儀器構(gòu)成87-88
• 6.3.2 儀器性能88-89
• 6.3.3 測(cè)試方法89
• 6.4 X射線測(cè)試鍛后身管殘余應(yīng)力89-98
• 6.4.1 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備89-90
• 6.4.2 標(biāo)塊實(shí)驗(yàn)90-91
• 6.4.3 身管測(cè)試91-97
• 6.4.4 測(cè)試結(jié)果分析97-98
• 6.5 本章小結(jié)98-99
• 7 結(jié)論99-101
• 7.1 工作總結(jié)99
• 7.2 工作展望99-101
• 參考文獻(xiàn)101-104
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果104-105
• 致謝105-106

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