通過有限元數(shù)值模擬,分析了芯軸拔長(zhǎng)單步下壓時(shí)變形區(qū)域形狀特征,給出了下壓量對(duì)大變形區(qū)形態(tài)特征的影響規(guī)律,獲得了單圈芯軸拔長(zhǎng)過程中翻轉(zhuǎn)角度及其下壓量對(duì)整體截面變形分布的影響規(guī)律,分析給出了芯軸拔長(zhǎng)過程中周向變形不均勻的成因。在上述研究基礎(chǔ)上,研究了不同組合方式的圈次間翻轉(zhuǎn)方案對(duì)變形分布的影響,模擬結(jié)果表明,圈次間對(duì)稱翻轉(zhuǎn)方案較其它方案的變形均勻性得到明顯提高。進(jìn)行了45°與60°翻轉(zhuǎn)縮比鉛試樣芯軸拔長(zhǎng)變形的實(shí)驗(yàn)研究,順序翻轉(zhuǎn)過程中的實(shí)際下壓量與模擬獲得的壓下量無論從趨勢(shì)上還是數(shù)值上都具有較高的一致性,驗(yàn)證了通過數(shù)值模擬給出的圈次間對(duì)稱翻轉(zhuǎn)方案可有效提高芯軸拔長(zhǎng)變形均勻性結(jié)論的可信性。 

【文章來源】：塑性工程學(xué)報(bào). 2020年08期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

芯軸拔長(zhǎng)模擬結(jié)果

圖2為45°和60°翻轉(zhuǎn)兩次相鄰下壓后的截面等效應(yīng)變分布�？梢钥闯�，45°翻轉(zhuǎn)下壓時(shí)，兩次下壓大變形區(qū)域銜接良好(圖2a);60°翻轉(zhuǎn)下壓時(shí)，兩次下壓變形區(qū)域之間存在小變形帶(圖2b)。繼續(xù)翻轉(zhuǎn)1周的模擬結(jié)果如圖3所示，圖3a和圖3b分別示意了45°與60°翻轉(zhuǎn)過程中各單步下壓后的外輪廓形狀與原坯料外圓的對(duì)比。從圖中可見，坯料翻轉(zhuǎn)變形1周后，并未出現(xiàn)理想的八方形狀(45°翻轉(zhuǎn))或理想的六方形狀(60°翻轉(zhuǎn))，模擬中上平砧下壓到設(shè)置的變形高度時(shí)的實(shí)際壓下量也存在著差別。標(biāo)定平砧每步下壓前與坯料接觸時(shí)的高度，計(jì)算出每步下壓結(jié)束時(shí)的下壓量，結(jié)果如圖4所示。從圖4可以看出，45°翻轉(zhuǎn)(8次下壓)時(shí)，第2～第4步的實(shí)際壓下量依次增大，超過初始下壓量100 mm，第5步下壓時(shí)的下壓量也超過了初始下壓量100 mm，但開始出現(xiàn)回落;在隨后的第6～第8步下壓時(shí)，實(shí)際下壓量已低于初始下壓量。上述下壓量的變化情況與圖3a所示的等效應(yīng)變隨下壓步數(shù)先增大后減小的趨勢(shì)相吻合。圖4中60°翻轉(zhuǎn)(6次下壓)方案中壓下量的變化規(guī)律與45°翻轉(zhuǎn)方案一致。圖3 順序翻轉(zhuǎn)各下壓次數(shù)的下壓量變化(a)45°順序翻轉(zhuǎn)8次(b)60°順序翻轉(zhuǎn)6次

圖2 翻轉(zhuǎn)組合相鄰2次下壓時(shí)變形區(qū)銜接圖(a)45°翻轉(zhuǎn)(b)60°翻轉(zhuǎn)上述單步下壓翻轉(zhuǎn)1周橫截面變形分布模擬結(jié)果表明了芯軸拔長(zhǎng)翻轉(zhuǎn)變形不均勻分布的成因，即下壓量不同與下壓量決定的大變形區(qū)角度與翻轉(zhuǎn)角度匹配不合理所致。通過45°和60°兩種翻轉(zhuǎn)方式成形對(duì)比可以看出，采用45°翻轉(zhuǎn)方案的變形區(qū)重合度較高，相比于60°翻轉(zhuǎn)方案在兩次變形區(qū)之間出現(xiàn)小變形帶而影響了變形均勻性而言，芯軸拔長(zhǎng)時(shí)采用45°翻轉(zhuǎn)方式對(duì)提高變形均勻性及坯料的鍛透效果等要優(yōu)于采用60°的翻轉(zhuǎn)方案。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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