以鐓粗工藝為例,研究了在壓應力狀態(tài)下空洞閉合演變規(guī)律,并建立了壓應力狀態(tài)下的空洞閉合預測模型。在鍛件成形過程中,常被用來描述和表征空洞閉合的因素有等效應變、靜水應力、應力三軸度。對有空洞模型和無空洞模型的鐓粗過程進行數(shù)值模擬,通過模擬結果分析了這些因素與空洞閉合過程之間的關系。發(fā)現(xiàn)Mises等效應變不僅可以反映同一空洞閉合過程,還可以反映不同位置空洞在同一時刻的空洞閉合狀況。另外,模擬計算了高徑比分別為0. 75,1,1. 5和2的圓柱的鐓粗過程,建立了Mises等效應變與空洞閉合率K之間的關系,獲得了完整的空洞閉合預測模型,其中包括空洞壓縮階段模型和空洞愈合階段模型。通過二次開發(fā)將空洞閉合預測模型植入DEFORM軟件中,生成用戶自定義的參數(shù)K,在DEFORM軟件的后處理模塊中,可以直接觀察成形過程中任意位置的空洞閉合狀態(tài)。 

【文章來源】：鍛壓技術. 2020,45(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

鍛坯空洞位置分布圖

為方便分析不同位置的空洞閉合情況，將空洞按位置分別編號為P11～P55，編號情況如圖1所示。熱鍛溫度設為1200℃，模具壓下速度為4 mm·s-1，摩擦因子m=0.7，傳熱系數(shù)為3 W·(m2·℃)-1。對上述不同高徑比的圓柱體進行鐓粗模擬。為了方便研究并更好地描述空洞的閉合狀態(tài)，本文設置參數(shù)Hz為空洞高度，即空洞閉合過程中，空洞在Z軸上的投影長度。如圖2所示。2 空洞閉合過程有限元分析

分析有限元模擬結果發(fā)現(xiàn):鐓粗過程中，接近圓柱端面空洞的靜水應力和應力三軸度的絕對值在壓下量小于35%時呈上升下降趨勢，在壓下量大于35%時呈上升趨勢，與空洞閉合率的變化趨勢不相符;而Mises等效應變和等效應變與空洞閉合率的變化趨勢以及曲線貼合度都很接近，如圖3a所示。接近圓柱側面空洞的應力三軸度的絕對值呈上升下降上升的趨勢，與空洞閉合率的變化趨勢不相同;靜水應力的絕對值呈上升趨勢，與空洞閉合率的變化趨勢相同，但曲線貼合度相差較遠;Mises等效應變和等效應變與空洞閉合率的變化趨勢相同，且曲線貼合度更好，如圖3b所示。對于圓柱中心部位的空洞，靜水應力和應力三軸度的絕對值總體呈上升趨勢，與空洞閉合率的變化趨勢相同，但曲線貼合度相差比較遠;Mises等效應變和等效應變與空洞閉合率的變化趨勢相同，且曲線貼合度都很接近，如圖3c和圖3d所示。Mises等效應變(Von Mises Strain)和等效應變(Effective Strain)為DEFORM-3D軟件后處理模塊中的可視變量。通過模擬計算發(fā)現(xiàn)，與等效應變相比較，Mises等效應變能夠更準確地反映空洞的閉合過程，從圖3a、圖3c和圖3d中也可以看出。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]大鍛件鍛造成形過程中內(nèi)部空洞型缺陷演化規(guī)律的研究[D]. 張效迅.上海交通大學 2009

碩士論文
[1]大鍛件鐓粗成形中內(nèi)部空洞型缺陷的演化規(guī)律研究[D]. 李妍.上海交通大學 2009



本文編號：3287924