二道次強(qiáng)力旋壓工藝屬于精密壓力加工,成形后的產(chǎn)品精度高,表面光潔度好,材料晶粒變細(xì),在強(qiáng)度上有很大程度的提高。旋壓過程中工件發(fā)生的不均勻塑性變形和不均勻的微觀組織變化等會導(dǎo)致殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。由于殘余應(yīng)力的存在不僅會影響工件的尺寸精度,還會增加工件產(chǎn)生疲勞裂紋的幾率,所以在加工產(chǎn)品時要盡量避免殘余應(yīng)力過大。目前常用消除工件的殘余應(yīng)力的方法就是對工件進(jìn)行熱處理,因此要對二道次強(qiáng)力旋壓后的筒形件進(jìn)行熱處理的研究。本文以二道次強(qiáng)力旋壓后的錫青銅（QSn7-0.2）筒形件為研究對象,探究熱處理溫度和保溫時間對其殘余應(yīng)力的影響規(guī)律,主要內(nèi)容包括:1、利用三維畫圖軟件建立二道次旋壓仿真模型,按照合理的工藝參數(shù)進(jìn)行裝配,在simufact.forming有限元分析軟件中進(jìn)行二道次強(qiáng)力旋壓過程的仿真。2、將旋壓完成后的筒形件繼續(xù)進(jìn)行熱處理的工藝仿真,設(shè)計單因素實驗方案,分別對不同熱處理溫度和保溫時間的筒形件進(jìn)行殘余應(yīng)力的測量,對比熱處理前后的殘余應(yīng)力的變化情況。3、按照與旋壓仿真中相同的尺寸和二道次旋壓工藝參數(shù)進(jìn)行錫青銅筒形件的加工,然后利用高溫爐對筒形件按照單因素實驗方案進(jìn)行熱處理,最后利用X射線衍射... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 本文研究背景及意義
    1.2 殘余應(yīng)力國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 殘余應(yīng)力的測量方法研究現(xiàn)狀
    1.4 殘余應(yīng)力的消除
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
2 強(qiáng)力旋壓殘余應(yīng)力形成過程及測量方法
    2.1 強(qiáng)力旋壓成形工藝
        2.1.1 強(qiáng)力旋壓的分類
        2.1.2 強(qiáng)力旋壓的變形特點
    2.2 殘余應(yīng)力在旋壓過程中產(chǎn)生的機(jī)理及分類
    2.3 殘余應(yīng)力的定義和分類
        2.3.1 殘余應(yīng)力的定義
        2.3.2 殘余應(yīng)力的分類
    2.4 Χ射線衍射法測量殘余應(yīng)力的工作原理
        2.4.1 X射線理論-布拉格方程
        2.4.2 二維殘余應(yīng)力的測定原理
    2.5 本章小結(jié)
3 二道次強(qiáng)力旋壓筒形件殘余應(yīng)力仿真研究
    3.1 強(qiáng)力旋壓仿真有限元理論基礎(chǔ)
        3.1.1 彈塑性本構(gòu)方程
        3.1.2 虛功方程
        3.1.3 增量方程
        3.1.4 有限元求解方程
    3.2 錫青銅筒形件二道次錯距旋壓有限元模型的建立
        3.2.1 simufact.forming仿真軟件特點
        3.2.2 幾何模型的建立
        3.2.3 材料屬性的定義
        3.2.4 邊界條件與運動關(guān)系處理
        3.2.5 熱參數(shù)定義
        3.2.6 網(wǎng)格劃分技術(shù)
        3.2.7 摩擦模型的建立
        3.2.8 成形控制參數(shù)的定義提交仿真任務(wù)
        3.2.9 二道次旋壓模型導(dǎo)入
    3.3 強(qiáng)力旋壓筒形件殘余應(yīng)力的產(chǎn)生
        3.3.1 表面軸向應(yīng)力分布
        3.3.2 表面徑向應(yīng)力分布
        3.3.3 表面切向應(yīng)力分布
        3.3.4 表面等效殘余應(yīng)力分布
        3.3.5 軸向殘余應(yīng)力沿壁厚方向分布
        3.3.6 徑向殘余應(yīng)力沿壁厚方向分布
        3.3.7 切向殘余應(yīng)力沿壁厚方向分布
        3.3.8 等效殘余應(yīng)力沿壁厚方向分布
    3.4 本章小結(jié)
4 熱處理對殘余應(yīng)力影響仿真分析
    4.1 熱分析相關(guān)理論基礎(chǔ)
        4.1.1 熱力學(xué)第一定律
        4.1.2 熱量轉(zhuǎn)換
        4.1.3 瞬態(tài)傳熱和穩(wěn)態(tài)傳熱
    4.2 熱處理仿真模擬
        4.2.1 選擇熱處理模塊
        4.2.2 導(dǎo)入模型并定義材料及熱參數(shù)
        4.2.3 熱處理過程參數(shù)設(shè)置
        4.2.4 網(wǎng)格劃分技術(shù)
        4.2.5 檢查模型并提交仿真任務(wù)
    4.3 熱處理對筒形件殘余應(yīng)力的影響規(guī)律
        4.3.1 熱處理溫度對軸向殘余應(yīng)力的影響規(guī)律
        4.3.2 熱處理溫度對切向殘余應(yīng)力的影響規(guī)律
        4.3.3 熱處理溫度對等效殘余應(yīng)力的影響規(guī)律
        4.3.4 保溫時間對軸向殘余應(yīng)力的影響規(guī)律
        4.3.5 保溫時間對切向殘余應(yīng)力的影響規(guī)律
        4.3.6 保溫時間對等效殘余應(yīng)力的影響規(guī)律
    4.4 本章小結(jié)
5 熱處理對殘余應(yīng)力影響的試驗研究
    5.1 試驗材料及設(shè)備
    5.2 試驗方法
        5.2.1 二道次強(qiáng)力旋壓試驗
        5.2.2 熱處理試驗
        5.2.3 試件標(biāo)注
    5.3 殘余應(yīng)力的測量
        5.3.1 軸向應(yīng)力修正公式
        5.3.2 切向應(yīng)力修正公式
        5.3.3 X射線檢測儀檢測步驟
    5.4 試驗結(jié)果分析
        5.4.1 殘余應(yīng)力測量試驗結(jié)果
        5.4.2 最優(yōu)熱處理仿真結(jié)果與試驗對比
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文工作總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝



本文編號：3200509