以鐓粗工藝為例,研究了在壓應(yīng)力狀態(tài)下空洞閉合演變規(guī)律,并建立了壓應(yīng)力狀態(tài)下的空洞閉合預(yù)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(yīng)變、靜水應(yīng)力、應(yīng)力三軸度。對有空洞模型和無空洞模型的鐓粗過程進(jìn)行數(shù)值模擬,通過模擬結(jié)果分析了這些因素與空洞閉合過程之間的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)Mises等效應(yīng)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(shí)刻的空洞閉合狀況。另外,模擬計(jì)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(yīng)變與空洞閉合率K之間的關(guān)系,獲得了完整的空洞閉合預(yù)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(yù)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(shù). 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(shè)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(jìn)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(shè)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(jié)果發(fā)現(xiàn):鐓粗過程中，接近圓柱端面空洞的靜水應(yīng)力和應(yīng)力三軸度的絕對值在壓下量小于35%時(shí)呈上升下降趨勢，在壓下量大于35%時(shí)呈上升趨勢，與空洞閉合率的變化趨勢不相符;而Mises等效應(yīng)變和等效應(yīng)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(cè)面空洞的應(yīng)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(yīng)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(yuǎn);Mises等效應(yīng)變和等效應(yīng)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(yīng)力和應(yīng)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(yuǎn);Mises等效應(yīng)變和等效應(yīng)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(yīng)變(Von Mises Strain)和等效應(yīng)變(Effective Strain)為DEFORM-3D軟件后處理模塊中的可視變量。通過模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn)，與等效應(yīng)變相比較，Mises等效應(yīng)變能夠更準(zhǔn)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(xiàn)】：
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(xué) 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(xué) 2009



本文編號：3287924