本文關(guān)鍵詞：42CrMo鋼轉(zhuǎn)向節(jié)臂成形數(shù)值模擬與組織預(yù)測(cè)

  更多相關(guān)文章： 42CrMo鋼 本構(gòu)方程 微觀組織模型 轉(zhuǎn)向節(jié)臂 楔橫軋

【摘要】：42CrMo鋼是一種典型的中碳低合金鋼,具有較高的強(qiáng)度、韌性及耐磨性,被廣泛應(yīng)用于汽車曲軸、連桿和發(fā)動(dòng)機(jī)主軸等綜合力學(xué)性能要求較高的零件。汽車轉(zhuǎn)向節(jié)臂是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中重要的承力零件,產(chǎn)品的成形工藝和成形質(zhì)量直接影響著企業(yè)的生產(chǎn)效益和汽車的性能。本文采用實(shí)驗(yàn)手段建立了42CrMo鋼的本構(gòu)方程及微觀組織演變模型,將模型嵌入Deform-3D軟件對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)臂的成形過程及微觀組織進(jìn)行了模擬和預(yù)測(cè),并對(duì)原有制坯工藝進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)。利用Gleeble-3800熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)42CrMo鋼進(jìn)行熱壓縮試驗(yàn),得到了在不同變形條件下的應(yīng)力應(yīng)變曲線,并分析了變形溫度、應(yīng)變速率對(duì)流變應(yīng)力的影響規(guī)律。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,建立了42CrMo鋼熱變形性能參數(shù)與Z參數(shù)的函數(shù)關(guān)系,并以Arrhenius雙曲正弦方程為基礎(chǔ),建立了適用于42CrMo鋼熱變形過程的本構(gòu)方程。最終通過應(yīng)力計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的對(duì)比,驗(yàn)證了本構(gòu)方程的準(zhǔn)確性。通過對(duì)壓縮完成后的試樣進(jìn)行金相制備及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,得到了各變形參數(shù)對(duì)42CrMo鋼熱變形過程中的平均晶粒度、再結(jié)晶晶粒度和再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)等的影響規(guī)律,基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建立了42CrMo鋼熱鍛過程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型。最終通過再結(jié)晶晶粒尺寸和體積分?jǐn)?shù)計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的對(duì)比,驗(yàn)證了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型的準(zhǔn)確性。在應(yīng)力應(yīng)變曲線的基礎(chǔ)上,基于DMM繪制出了42CrMo鋼不同應(yīng)變下的熱加工圖,并分析了失穩(wěn)區(qū)隨應(yīng)變的變化規(guī)律,最終確定了42CrMo鋼的最佳鍛造工藝范圍。將建立的本構(gòu)方程和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型嵌入Deform-3D軟件中,模擬了轉(zhuǎn)向節(jié)臂的成形過程。根據(jù)模擬結(jié)果,分析了成形過程中溫度、應(yīng)力、應(yīng)變的變化規(guī)律,并對(duì)工件的平均晶粒度和再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)等微觀組織演變參量進(jìn)行了預(yù)測(cè)。采用楔橫軋制坯代替轉(zhuǎn)向節(jié)臂原有制坯工藝,并通過選取相關(guān)工藝參數(shù)設(shè)計(jì)了楔橫軋軋輥,導(dǎo)入Deform-3D軟件模擬了楔橫軋制坯的成形過程。根據(jù)模擬結(jié)果,分析了軋制過程中溫度、應(yīng)力、應(yīng)變的變化規(guī)律及主要缺陷產(chǎn)生的原因,并對(duì)軋件的平均晶粒度和再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)等微觀組織演變參量進(jìn)行了預(yù)測(cè)。
【關(guān)鍵詞】：42CrMo鋼 本構(gòu)方程 微觀組織模型 轉(zhuǎn)向節(jié)臂 楔橫軋
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG316;TG335
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 引言11-12
• 1.2 42CrMo鋼的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 數(shù)值模擬技術(shù)在材料成形中的應(yīng)用13-15
• 1.3.1 數(shù)值模擬技術(shù)在材料宏觀變形中的應(yīng)用13-14
• 1.3.2 數(shù)值模擬技術(shù)在材料微觀變形中的應(yīng)用14-15
• 1.4 楔橫軋技術(shù)的研究與應(yīng)用15-17
• 1.5 課題研究的意義及主要內(nèi)容17-19
• 1.5.1 課題研究的意義17
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 鍛態(tài) 42CrMo鋼高溫流變及動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為19-27
• 2.1 引言19
• 2.2 高溫壓縮試驗(yàn)19-23
• 2.2.1 試驗(yàn)材料及試樣制備19
• 2.2.2 試驗(yàn)方案19-20
• 2.2.3 試驗(yàn)設(shè)備20
• 2.2.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析20-23
• 2.3 金相實(shí)驗(yàn)23-25
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)方法23
• 2.3.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析23-25
• 2.3.3 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸D2和再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)Xdrex的確定25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 第3章 鍛態(tài) 42CrMo鋼本構(gòu)方程和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型27-40
• 3.1 引言27
• 3.2 本構(gòu)方程的構(gòu)建27-32
• 3.3 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型的建立32-39
• 3.3.1 鍛態(tài) 42CrMo鋼臨界條件的確定32-35
• 3.3.2 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸模型的建立35-37
• 3.3.3 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)Xdrex模型的建立37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 鍛態(tài) 42CrMo鋼的熱加工圖40-46
• 4.1 引言40
• 4.2 熱加工圖的基本理論40-42
• 4.2.1 動(dòng)態(tài)材料模型原理40
• 4.2.2 功率耗散系數(shù)40-41
• 4.2.3 流變失穩(wěn)準(zhǔn)則41-42
• 4.3 熱加工圖的建立42-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第5章 轉(zhuǎn)向節(jié)臂鍛造成形模擬與組織預(yù)測(cè)46-54
• 5.1 引言46
• 5.2 研究對(duì)象46
• 5.3 成形工藝模擬與組織預(yù)測(cè)46-52
• 5.3.1 轉(zhuǎn)向節(jié)臂的鍛造工藝46-47
• 5.3.2 成形工藝模擬47-51
• 5.3.3 轉(zhuǎn)向節(jié)臂成形件的微觀組織51-52
• 5.4 本章小結(jié)52-54
• 第6章 轉(zhuǎn)向節(jié)臂關(guān)鍵成形工序的改進(jìn)54-64
• 6.1 引言54
• 6.2 制坯工序的改進(jìn)54-59
• 6.2.1 楔橫軋制坯的模具設(shè)計(jì)54-58
• 6.2.2 楔橫軋幾何模型的建立58-59
• 6.3 楔橫軋制坯有限元成形分析59-61
• 6.3.1 楔橫軋制坯有限元模型的建立59-60
• 6.3.2 楔橫軋制坯模擬中的缺陷與改進(jìn)60
• 6.3.3 楔橫軋制坯最終成形過程60-61
• 6.4 楔橫軋制坯成形結(jié)果的分析61-62
• 6.4.1 楔橫軋制坯的溫度分析61
• 6.4.2 楔橫軋制坯的應(yīng)力、應(yīng)變及微觀組織分析61-62
• 6.5 本章小結(jié)62-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果70-71
• 致謝71

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 唐新民,趙九根,劉桂靈,敖紅專,陳建業(yè);非調(diào)質(zhì)鋼轉(zhuǎn)向節(jié)的開發(fā)研究[J];機(jī)械工人;2000年12期

2 王煥德,劉曉玉,季術(shù)高,孟惠艷;聯(lián)合收割機(jī)中轉(zhuǎn)向節(jié)的焊接[J];焊接;2001年04期

3 馬廣勇;轎車轉(zhuǎn)向節(jié)內(nèi)孔卡槽到軸承止推面間距離的專用量規(guī)[J];機(jī)械工人.冷加工;2002年03期

4 趙德穎;孫惠學(xué);張春義;;轎車轉(zhuǎn)向節(jié)閉塞擠壓成形新工藝研究[J];鍛壓技術(shù);2006年02期

5 陳思悅;裴小虎;楊弋濤;;復(fù)合熱加工技術(shù)在汽車轉(zhuǎn)向節(jié)成形中的應(yīng)用[J];特種鑄造及有色合金;2011年07期

6 陶韻暉;楊凌平;;重卡前橋轉(zhuǎn)向節(jié)銷的斷裂分析[J];鑄造技術(shù);2013年04期

7 楊琳;張艷;;汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的制造及工藝優(yōu)化[J];鑄造技術(shù);2014年01期

8 胡家偉;左、右轉(zhuǎn)向節(jié)終鍛模膛計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造[J];機(jī)械工人;2002年05期

9 顧飛;;轉(zhuǎn)向節(jié)內(nèi)孔橢圓解決方案[J];中小企業(yè)管理與科技(上旬刊);2009年03期

10 蔣鵬;韋椺;余光中;付殿禹;曹飛;黃繼忠;;重卡轉(zhuǎn)向節(jié)多模膛鍛造模具應(yīng)力的數(shù)值模擬[J];鍛壓技術(shù);2010年04期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 于滬生;余寧;楊青春;;汽車轉(zhuǎn)向節(jié)成形過程的數(shù)值模擬[A];中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)鍛壓學(xué)會(huì)第六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1995年

2 崔杰;段曉靜;;前橋轉(zhuǎn)向節(jié)受力解析及計(jì)算方法[A];自主創(chuàng)新、學(xué)術(shù)交流——第十屆河南省汽車工程科學(xué)技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2013年

3 蔣鵬;韋椺;余光中;李亞軍;王燦喜;賴鳳彩;王藝宏;;摩擦壓力機(jī)上重卡轉(zhuǎn)向節(jié)臥鍛工藝的實(shí)驗(yàn)研究[A];第3屆全國精密鍛造學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

4 徐渭江;袁賢君;王建華;;垂直造型線生產(chǎn)轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件工藝[A];江蘇省汽車工程學(xué)會(huì)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

5 李明寬;萬光奇;;提高汽車安保件轉(zhuǎn)向節(jié)的內(nèi)在質(zhì)量,保證其性能的可靠性、穩(wěn)定性[A];2008重慶市鑄造年會(huì)論文集[C];2008年

6 趙勇;;某轉(zhuǎn)向節(jié)軸銷斷裂分析[A];安徽省機(jī)械工程學(xué)會(huì)成立50周年論文集[C];2014年

7 李穎t;高巖;;HyperWorks在汽車轉(zhuǎn)向節(jié)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[A];結(jié)構(gòu)及多學(xué)科優(yōu)化工程應(yīng)用與理論研討會(huì)’2009（CSMO-2009）論文集[C];2009年

8 吳海平;;QT450—10左轉(zhuǎn)向節(jié)斷裂失效分析[A];2008年安徽省科協(xié)年會(huì)機(jī)械工程分年會(huì)論文集[C];2008年

9 萬曉峰;;基于Virtual.Lab軟件平臺(tái)的轉(zhuǎn)向節(jié)疲勞壽命預(yù)測(cè)[A];首屆中國CAE工程分析技術(shù)年會(huì)暨2005全國計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)技術(shù)與應(yīng)用高級(jí)研討會(huì)論文集[C];2005年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 武崇鵬 單朝玉 鄭干臣;河南油田轉(zhuǎn)向節(jié)廠靠新品拓市場(chǎng)[N];中國石化報(bào);2000年

2 通訊員 魯智勇;中沃公司汽配項(xiàng)目落戶津市[N];常德日?qǐng)?bào);2009年

3 記者　李明海 通訊員　孫勇 梁文奎;谷城鍛造公司年節(jié)支500萬[N];中國企業(yè)報(bào);2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 李路;重車轉(zhuǎn)向節(jié)復(fù)合成形新工藝關(guān)鍵技術(shù)[D];重慶大學(xué);2010年

2 李飛;轎車轉(zhuǎn)向節(jié)耐久性壽命預(yù)測(cè)研究[D];吉林大學(xué);2010年

3 程聯(lián)軍;汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鍛造智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];山東大學(xué);2008年

4 趙德穎;復(fù)雜枝杈類轉(zhuǎn)向節(jié)精密成形數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];燕山大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 袁旦;汽車轉(zhuǎn)向節(jié)有限元分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];浙江工業(yè)大學(xué);2010年

2 何文濤;汽車轉(zhuǎn)向節(jié)熱鍛成形數(shù)值模擬及模具優(yōu)化[D];上海工程技術(shù)大學(xué);2016年

3 欒偉;42CrMo鋼轉(zhuǎn)向節(jié)臂成形數(shù)值模擬與組織預(yù)測(cè)[D];燕山大學(xué);2016年

4 歐陽曉賢;汽車鋁合金轉(zhuǎn)向節(jié)擠壓鑄造成形技術(shù)的研究[D];華南理工大學(xué);2011年

5 王麗麗;轎車轉(zhuǎn)向節(jié)成形新工藝研究[D];燕山大學(xué);2005年

6 趙慶明;汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鍛模設(shè)計(jì)及制造的研究[D];山東大學(xué);2010年

7 李立友;轉(zhuǎn)向節(jié)振動(dòng)疲勞壽命分析[D];浙江工業(yè)大學(xué);2010年

8 許志;汽車轉(zhuǎn)向節(jié)可靠性及靈敏度分析[D];浙江工業(yè)大學(xué);2012年

9 汪澤波;汽車轉(zhuǎn)向節(jié)成形工藝有限元模擬研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2007年

10 胡洋;汽車轉(zhuǎn)向節(jié)多向模鍛精密成形數(shù)值模擬研究[D];重慶理工大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：543709