本文關鍵詞：工藝參數(shù)對徑軸向環(huán)件軋制成形影響研究

  更多相關文章： 環(huán)件軋制 工藝參數(shù) 成形效果 能量消耗

【摘要】：徑軸向環(huán)件軋制是目前一種用于生產(chǎn)不同直徑尺寸、截面形狀和不同材料等無縫環(huán)件的先進金屬成形技術。徑軸向環(huán)件軋制過程中,軋輥運動、軋輥尺寸、毛坯尺寸等工藝參數(shù)不僅對環(huán)件的圓度、最終直徑、應變與溫度分布造成重要影響,而且會對軋制過程的所需力能及軋制過程中的能量消耗也造成影響。然而,徑軸向環(huán)件軋制是多場、多因素耦合作用下集三維連續(xù)漸變、非穩(wěn)態(tài)及非對稱等特點于一體的高度非線性問題,難以通過理論解析、經(jīng)驗總結和反復試驗來進行全面研究。因此,本文采用有限元模擬并結合實驗,分析揭示了工藝參數(shù)對徑軸向環(huán)件軋制成形的影響。本文主要研究內(nèi)容與結果如下:根據(jù)徑軸向環(huán)件軋制的實際工作原理,基于DEFORM-3D軟件平臺,通過解決軋輥運動控制、幾何建模、網(wǎng)格劃分、邊界條件設置等關鍵問題,建立了徑軸向環(huán)件軋制有限元模型。通過與實際軋制的結果對比,驗證了有限元模型的可靠性。通過對徑軸向環(huán)件軋制過程的模擬,得到了環(huán)件的應變、溫度和徑軸向軋制力能參數(shù)的變化規(guī)律。結果顯示:成形環(huán)件的等效應變呈不均勻分布,并由環(huán)件截面的中心區(qū)域向外部區(qū)域逐漸增大,且最大等效應變在截面邊緣;成形環(huán)件的溫度也呈不均勻分布,并由環(huán)件截面的中心區(qū)域向外部區(qū)域逐漸降低,且最低溫度在截面邊緣。在軋制初始階段,徑向和軸向的軋制力和軋制力矩都是迅速增大到最大值。在軋制穩(wěn)定階段和結束階段,兩個方向的軋制力和軋制力矩的波動較小,且都呈下降趨勢。合理設計了徑軸向環(huán)件軋制過程中軋輥運動、軋輥尺寸及毛坯尺寸的工藝方案。通過對不同工藝參數(shù)下徑軸向環(huán)件軋制過程的模擬,研究揭示了軋輥運動、軋輥尺寸及毛坯尺寸對環(huán)件成形效果和軋輥能量消耗的影響規(guī)律。主要結論如下:隨著驅(qū)動輥轉(zhuǎn)速和驅(qū)動輥直徑的增大,圓度誤差越小且最終直徑越接近理想直徑。隨著芯輥進給速度、芯輥直徑和環(huán)件徑向與軸向進給量之比的增大,環(huán)件的應變分布更加均勻;隨著芯輥進給速度、驅(qū)動輥轉(zhuǎn)速和驅(qū)動輥直徑的增大,環(huán)件的溫度分布更均勻。隨著芯輥進給速度、芯輥直徑、軋制比和徑向與軸向進給量之比的增大,芯輥的能量消耗在不斷增多;隨著芯輥進給速度和軋制比的增大,軸向錐輥的能量消耗在不斷增多。除了驅(qū)動輥轉(zhuǎn)速以外,其他工藝參數(shù)的增大都會使得驅(qū)動輥的能量消耗增多。
【關鍵詞】：環(huán)件軋制 工藝參數(shù) 成形效果 能量消耗
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG335
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 環(huán)件軋制簡介11-12
• 1.1.1 環(huán)件軋制的分類與原理11-12
• 1.2 環(huán)件軋制過程的特點12-13
• 1.3 徑軸向環(huán)件軋制的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 試驗方法研究現(xiàn)狀13
• 1.3.2 理論方法研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.3 有限元法研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 選題的背景及意義16
• 1.5 論文的研究內(nèi)容和章節(jié)安排16-18
• 1.5.1 主要研究內(nèi)容16-17
• 1.5.2 論文的章節(jié)安排17-18
• 第二章 徑軸向環(huán)件軋制及有限元的基礎理論18-29
• 2.1 徑軸向環(huán)件軋制的基礎理論18-23
• 2.1.1 徑向穩(wěn)定軋制條件18-21
• 2.1.2 軸向穩(wěn)定軋制條件21-23
• 2.2 徑軸向環(huán)件軋制的力能計算23-24
• 2.2.1 徑向軋制的力能計算23
• 2.2.2 軸向軋制的力能計算23-24
• 2.3 剛塑性有限元的基礎理論24-27
• 2.3.1 剛塑性材料模型24-25
• 2.3.2 剛塑性材料的變分原理25-26
• 2.3.3 剛塑性有限元的求解步驟26-27
• 2.4 DEFORM-3D有限元軟件簡介27-28
• 2.4.1 概述27
• 2.4.2 DEFORM-3D的模塊結構27-28
• 2.5 本章小結28-29
• 第三章 徑軸向環(huán)件軋制有限元建模29-44
• 3.1 環(huán)件材料的剛塑性本構關系29-31
• 3.2 有限元建模的關鍵技術解決31-37
• 3.2.1 軋輥的運動控制31-35
• 3.2.2 幾何建模和網(wǎng)格劃分35-37
• 3.2.3 其他邊界條件設置37
• 3.3 仿真驗證37-39
• 3.4 模擬結果分析39-43
• 3.4.1 等效應變的變化過程及最終分布39-41
• 3.4.2 溫度的變化過程及最終分布41-42
• 3.4.3 軋制過程的力能變化42-43
• 3.5 本章小結43-44
• 第四章 工藝參數(shù)對環(huán)件成形效果的影響44-73
• 4.1 評價指標44-46
• 4.2 軋輥運動對環(huán)件成形效果的影響46-55
• 4.2.1 軋輥運動方案的設計46
• 4.2.2 芯輥進給速度對環(huán)件成形效果的影響46-51
• 4.2.3 驅(qū)動輥轉(zhuǎn)速對環(huán)件成形效果的影響51-55
• 4.3 軋輥尺寸對環(huán)件成形效果的影響55-63
• 4.3.1 軋輥尺寸的設計55
• 4.3.2 芯輥尺寸對環(huán)件成形效果的影響55-59
• 4.3.3 驅(qū)動輥尺寸對環(huán)件成形效果的影響59-63
• 4.4 毛坯尺寸對環(huán)件成形效果的影響63-72
• 4.4.1 毛坯尺寸的設計63-64
• 4.4.2 軋制比對環(huán)件成形效果的影響64-68
• 4.4.3 徑向與軸向進給量之比對環(huán)件成形效果的影響68-72
• 4.5 本章小結72-73
• 第五章 工藝參數(shù)對能量消耗的影響73-82
• 5.1 軋輥運動對能量消耗的影響73-76
• 5.1.1 芯輥進給速度對能量消耗的影響73-74
• 5.1.2 驅(qū)動輥轉(zhuǎn)速對能量消耗的影響74-76
• 5.2 軋輥尺寸對能量消耗的影響76-78
• 5.2.1 芯輥尺寸對能量消耗的影響76-77
• 5.2.2 驅(qū)動輥尺寸對能量消耗的影響77-78
• 5.3 毛坯尺寸對能量消耗的影響78-81
• 5.3.1 軋制比對能量消耗的影響78-80
• 5.3.2 徑向與軸向進給量之比對能量消耗的影響80-81
• 5.4 本章小結81-82
• 第六章 總結與展望82-84
• 6.1 全文總結82-83
• 6.2 展望83-84
• 致謝84-85
• 參考文獻85-89
• 攻碩期間取得的科研成果89-90

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 王敏;楊合;郭良剛;;鈦合金大環(huán)熱輾擴過程軋輥運動的數(shù)值仿真研究(英文)[J];稀有金屬材料與工程;2012年01期

2 郭良剛;楊合;金堅誠;;環(huán)件徑軸向軋制毛坯尺寸設計方法[J];機械工程學報;2010年24期

3 王敏;楊合;郭良剛;;環(huán)件熱輾擴成形有限元建模仿真研究進展[J];中國有色金屬學報;2011年07期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 方沁林;圓度誤差評定的算法研究與軟件設計[D];華中科技大學;2007年

，

本文編號：1013052