發(fā)布時(shí)間：2017-10-13 09:40

  本文關(guān)鍵詞：EFGM在閥體鍛件鍛造成形分析中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 熱鍛成形 有限元 無網(wǎng)格法 伽遼金無網(wǎng)格法 鋼閥體坯料

【摘要】：本文針對昆鋼重裝集團(tuán)鍛造廠鋼閥體鍛件充型不滿的缺陷,提出采用無網(wǎng)格伽遼金法(EFGM)對熱鍛的過程進(jìn)行仿真分析,以期尋找導(dǎo)致該缺陷的原因,為改進(jìn)鍛造工藝及裝備、提高鍛件質(zhì)量提供理論依據(jù)。通過熱鍛產(chǎn)生的坯料的力學(xué)性能通常比相同材料的鑄件的性能優(yōu)越。但是鍛造成形過程復(fù)雜,分析較為困難。目前在金屬塑性成形模擬分析中,大量使用了有限元模擬技術(shù),但有限元法在分析大變形問題時(shí)會產(chǎn)生網(wǎng)格畸變的新問題,造成計(jì)算精度降低。為了使計(jì)算結(jié)果更為精確,學(xué)者們創(chuàng)建了無網(wǎng)格法來解決該問題。本文分析了無網(wǎng)格法的基礎(chǔ)理論,并將無網(wǎng)格伽遼金法應(yīng)用到鋼閥體毛坯熱鍛成形分析中,研究其成形過程,找出產(chǎn)生成形缺陷的原因,主要研究內(nèi)容如下。首先,研究了無網(wǎng)格法的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀,并重點(diǎn)介紹了無網(wǎng)格法在金屬塑性成形中的應(yīng)用情況,闡述了無網(wǎng)格法的優(yōu)缺點(diǎn),分析了目前遇到的難點(diǎn),并明確了本文的研究目標(biāo)。其次,對無網(wǎng)格法的基礎(chǔ)理論進(jìn)行了分析,分析了權(quán)函數(shù)、形函數(shù)的選取方法,并對無網(wǎng)格伽遼金法的本質(zhì)邊界條件的處理方法做了分析,用簡單的數(shù)值算例介紹了無網(wǎng)格法的運(yùn)算機(jī)理,發(fā)現(xiàn)無網(wǎng)格的計(jì)算結(jié)果同有限元的結(jié)果相符。然后,在彈塑性理論中引入EFGM,建立了三維彈塑性EFGM的分析模型。并通過鋼球冷鐓模擬成形同實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比驗(yàn)證了三維彈塑性EFGM分析模型的可行性。最后,建立了鋼閥體熱鍛成形的實(shí)體模型,通過FEM模擬了成形的過程,分別從零件、工藝和模具三個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn),當(dāng)修改模具后,坯料能夠充滿型腔。通過對比分析,發(fā)現(xiàn)EFGM和FEM兩種方法的計(jì)算結(jié)果都符合實(shí)際情況,但當(dāng)變形量較大時(shí),FEM的精度將會降低,而此時(shí)EFGM的精度較高,計(jì)算穩(wěn)定。最后同工藝參數(shù)進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)EFGM仿真的數(shù)據(jù)更為接近工藝參數(shù)。根據(jù)以上的研究,為鋼閥體熱鍛成形的充型不滿缺陷提供了一種可供選擇的修改方案。
【關(guān)鍵詞】：熱鍛成形 有限元 無網(wǎng)格法 伽遼金無網(wǎng)格法 鋼閥體坯料
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG316
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 引言11-12
• 1.2 無網(wǎng)格法研究進(jìn)展及應(yīng)用12-14
• 1.3 無網(wǎng)格法在金屬塑性成形分析中的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 無網(wǎng)格法在金屬塑性成形過程分析中的主要問題16
• 1.5 本文的選題意義及主要研究內(nèi)容16-19
• 第二章 無網(wǎng)格伽遼金法基本理論19-27
• 2.1 移動最小二乘法19-22
• 2.1.1 基本原理19
• 2.1.2 權(quán)函數(shù)19-21
• 2.1.3 形函數(shù)21-22
• 2.2 無網(wǎng)格伽遼金法22-25
• 2.2.1 基本原理22-23
• 2.2.2 本質(zhì)邊界條件處理23-25
• 2.3 數(shù)值算例25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 三維EFGM分析模型的建立及驗(yàn)證27-49
• 3.1 彈塑性力學(xué)27-35
• 3.1.1 材料的基本假設(shè)27
• 3.1.2 本構(gòu)關(guān)系實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)27-29
• 3.1.3 剛塑性與彈塑性本構(gòu)模型29-35
• 3.2 三維彈塑性EFGM分析模型35-39
• 3.2.1 本構(gòu)關(guān)系的無網(wǎng)格法35-37
• 3.2.2 求解方法37-38
• 3.2.3 塑性應(yīng)力松弛38
• 3.2.4 求解步驟38-39
• 3.3 無網(wǎng)格法在LS-DYNA中的應(yīng)用39-44
• 3.3.1 LS-DYNA的功能特點(diǎn)39-40
• 3.3.2 LS-DYNA中的EFG法40-43
• 3.3.3 EFG法在LS-DYNA中的計(jì)算步驟43-44
• 3.4 三維彈塑性無網(wǎng)格分析模型的驗(yàn)證44-48
• 3.4.1 EFGM在鋼球毛坯冷鐓中的數(shù)值模擬44-46
• 3.4.2 仿真結(jié)果與討論46-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 鋼閥體毛坯的鍛造成形及模型的建立49-61
• 4.1 鋼閥體鍛造的技術(shù)要求49-54
• 4.1.1 坯料的幾何參數(shù)50-51
• 4.1.2 閥體毛坯模具尺寸51-52
• 4.1.3 閥體毛坯熱鍛模具的外形及材料52-53
• 4.1.4 設(shè)備參數(shù)53-54
• 4.2 鋼閥體毛坯的鍛造成形方法54-56
• 4.2.1 鋼閥體毛坯的鍛造成形過程54-55
• 4.2.2 鋼閥體毛坯熱鍛的變形特點(diǎn)55-56
• 4.3 閥體毛坯熱鍛模型的建立56-60
• 4.3.1 模具的幾何模型56-57
• 4.3.2 模具的定位57
• 4.3.3 材料模型的建立57-58
• 4.3.4 邊界條件58
• 4.3.5 摩擦模型的建立58-59
• 4.3.6 網(wǎng)格劃分59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 鋼閥體毛坯熱鍛數(shù)值模擬61-83
• 5.1 鋼閥體熱鍛件中的模擬及缺陷分析61-66
• 5.1.1 熱鍛過程模擬61-64
• 5.1.2 成形缺陷分析64-66
• 5.2 改進(jìn)鋼閥體熱鍛件成形缺陷的方案66-72
• 5.2.1 零件改進(jìn)方案及仿真結(jié)果分析66-69
• 5.2.2 工藝參數(shù)改進(jìn)方案及仿真結(jié)果分析69-71
• 5.2.3 模具改進(jìn)方案及仿真結(jié)果分析71-72
• 5.3 EFGM與FEM的仿真結(jié)果對比分析情況72-82
• 5.3.1 基于LS-DYNA中成形模型的參數(shù)修正72-73
• 5.3.2 充滿型腔驗(yàn)證73-74
• 5.3.3 網(wǎng)格變形比較74-76
• 5.3.4 等效應(yīng)力比較76-78
• 5.3.5 熱鍛成形能量對比分析78-80
• 5.3.6 位移對比分析80-81
• 5.3.7 實(shí)際數(shù)據(jù)對比81-82
• 5.4 本章小結(jié)82-83
• 第六章 結(jié)論與展望83-87
• 6.1 結(jié)論83
• 6.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)83-84
• 6.3 展望84-87
• 致謝87-89
• 參考文獻(xiàn)89-93
• 附錄93

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 溫宏宇;董湘懷;燕存良;阮雪榆;;無網(wǎng)格法在板料沖壓成形數(shù)值模擬中的應(yīng)用[J];鍛壓技術(shù);2006年01期

2 干年妃;李光耀;;一種自適應(yīng)RKPM方法在動態(tài)大變形計(jì)算中的驗(yàn)證及應(yīng)用[J];湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年04期

3 孟麗芬;胡成亮;趙震;;金屬塑性成形中摩擦模型的研究進(jìn)展[J];模具工業(yè);2014年04期

4 王毅;;LS-DYNA主要版本沖壓仿真評測[J];CAD/CAM與制造業(yè)信息化;2013年04期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 曹偉;鍛造過程無網(wǎng)格迦遼金法數(shù)值模擬技術(shù)的研究[D];山東大學(xué);2007年

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本文編號：1024160