發(fā)布時(shí)間：2018-03-22 16:53

  本文選題：殘余應(yīng)力　切入點(diǎn)：切環(huán)試驗(yàn)　出處：《湘潭大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：殘余應(yīng)力直接影響工件的疲勞強(qiáng)度、動(dòng)載強(qiáng)度、靜載強(qiáng)度、斷裂韌性、尺寸穩(wěn)定性及抗腐蝕開(kāi)裂等性能。在加工或使用過(guò)程中，殘余應(yīng)力還可能使工件產(chǎn)生很大的變形，給零件的裝配和修理帶來(lái)相當(dāng)大的影響。因而殘余應(yīng)力問(wèn)題日益引起人們的高度重視，減小和消除殘余應(yīng)力的研究具有非常重要的意義。 本研究首先開(kāi)發(fā)了一種計(jì)算環(huán)向殘余應(yīng)力的新型理論模型，并通過(guò)ABAQUS有限元軟件模擬圓環(huán)閉合驗(yàn)證了此理論的可行性和正確性。然后使用厚0.94mm的304不銹鋼板在四種不同拉深間隙（C0.9mm、C1.0mm、C1.1mm和C1.2mm）和四種不同凹模口部圓角半徑（R3mm、R5mm、R7mm和R9mm）等模具參數(shù)下拉深獲得圓筒件試樣，共7組，，每組拉深3個(gè)，總共21個(gè)圓筒件，在這21個(gè)圓筒件上切環(huán)，并將環(huán)沿徑向剖分張開(kāi)，測(cè)出切環(huán)的張開(kāi)角度代入理論模型計(jì)算出圓筒件筒壁的環(huán)向殘余應(yīng)力。最后使用ABAQUS有限元軟件模擬了7組304不銹鋼圓筒件的拉深成形，得到各模具參數(shù)下拉深的304不銹鋼圓筒件筒壁的殘余應(yīng)力。研究結(jié)果表明： 1）304不銹鋼圓筒拉深件筒壁的環(huán)向殘余應(yīng)力很大（外表面最大為801MPa，內(nèi)表面最大為-823MPa），且筒壁中部的環(huán)向殘余應(yīng)力比口部的大。 2）凹模口部圓角半徑的大小對(duì)304不銹鋼圓筒拉深件筒壁環(huán)向殘余應(yīng)力幾乎沒(méi)有影響；304不銹鋼圓筒拉深件筒壁環(huán)向殘余應(yīng)力先隨著拉深間隙的增大而增大，但當(dāng)拉深間隙增大到大于1mm時(shí)，筒壁環(huán)向殘余應(yīng)力幾乎保持不變。 理論計(jì)算的304不銹鋼拉深圓筒件筒壁環(huán)向殘余應(yīng)力比模擬的大得多，其原因可能有： 1）由于304不銹鋼在拉深過(guò)程中會(huì)發(fā)生馬氏體相變。馬氏體的密度比奧氏體的小，因此在馬氏體相變過(guò)程中會(huì)發(fā)生體積膨脹，從而加大了304不銹鋼圓筒拉深件中筒壁的環(huán)向殘余應(yīng)力。但在ABAQUS有限元軟件模擬304不銹鋼圓筒件拉深成形中，沒(méi)有考慮此相變產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。 2）材料模型是一個(gè)很大的不確定因素。本文中有限元模擬采用Mises各向同性等效強(qiáng)化模型，這樣的Mises屈服面和材料的真實(shí)屈服面存在一定差異。 3）由于拉深過(guò)程中的間隙偏小，模具對(duì)筒壁的擠壓使得筒壁內(nèi)部的環(huán)向殘余應(yīng)力有時(shí)候比筒壁表面的環(huán)向殘余應(yīng)力大，因此就加大了理論的計(jì)算值。
[Abstract]:The residual stress directly affects the fatigue strength, dynamic load strength, static load strength, fracture toughness, dimensional stability and corrosion cracking resistance of the workpiece. The problem of residual stress is paid more and more attention to, and the study of reducing and eliminating residual stress is of great significance. In this study, a new theoretical model is developed to calculate the toroidal residual stress. The feasibility and correctness of the theory are verified by the simulation of ring closure by ABAQUS finite element software. The 304stainless steel plate with thick 0.94mm is then used in four kinds of deep drawing gap (C 0.9mm C 1.0mm C 1.1mm and C 1.2mm) and four kinds of different die orifice radius: r 3mm, R 5mm, R 7mm and R 9mm). Equal die parameters pull down depth to obtain cylinder sample, A total of 7 groups, each group drawing 3, a total of 21 cylinders, cut the ring on the 21 cylinder, and open the ring along the radial section, The annular residual stress of cylinder wall was calculated by using the theoretical model to measure the opening angle of tangent ring. Finally, seven groups of 304 stainless steel cylinder drawing were simulated by using ABAQUS finite element software. The residual stress of 304 stainless steel cylinder wall with various die parameters is obtained. The results show that:. 1the circumferential residual stress of stainless steel cylinder drawing is very large (the maximum of outer surface is 801MPa, and the maximum of inner surface is -823MPa), and the circumferential residual stress in the middle of the cylinder wall is larger than that in the mouth. 2) the radius of the corner of the die has little effect on the annular residual stress of 304 stainless steel cylinder drawing cylinder wall, and the annular residual stress of 304 stainless steel cylinder drawing part increases with the increase of the drawing gap. However, when the deep gap increases to greater than 1mm, the annular residual stress of the cylinder wall remains almost unchanged. The theoretical calculation of the annular residual stress of 304 stainless steel drawing cylinder wall is much greater than that of the simulation. The reasons may be as follows:. 1) since martensite transformation occurs in 304 stainless steel during drawing, the density of martensite is smaller than that of austenite, so volume expansion will occur during martensite transformation. Thus the circumferential residual stress of 304 stainless steel cylinder drawing is increased, but the residual stress generated by this phase transformation is not taken into account in the simulation of 304 stainless steel cylinder drawing with ABAQUS finite element software. 2) the material model is a big uncertain factor. In this paper, the Mises isotropic equivalent strengthening model is used in the finite element simulation. There is some difference between the Mises yield surface and the real yield surface of the material. 3) due to the small gap in the drawing process and the extrusion of the cylinder wall by the die, the circumferential residual stress in the cylinder wall is sometimes larger than that on the surface of the cylinder wall, so the theoretical calculation value is increased.
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TG386.32

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1649541