發(fā)布時(shí)間：2021-08-13 15:03

　　鍛造成形是在工程領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的金屬壓力加工方法,加工工藝具有高質(zhì)量和高效率的優(yōu)點(diǎn)。在鍛造生產(chǎn)工藝中,預(yù)成形形狀對(duì)控制材料的流動(dòng)、型腔的充填以及鍛件的成形質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響,因此,鍛造預(yù)成形設(shè)計(jì)成為鍛造設(shè)計(jì)中控制鍛件質(zhì)量以達(dá)到產(chǎn)品性能要求的重要方面。另外,鍛造過程中金屬的流動(dòng)復(fù)雜難以控制,因而各工步的中間鍛件形狀也呈多樣性,如何從紛繁復(fù)雜的預(yù)成形形狀中選擇最合理的形狀,成為鍛造預(yù)成形設(shè)計(jì)中的難題。傳統(tǒng)的預(yù)成形設(shè)計(jì)方法基于“試錯(cuò)法”進(jìn)行,設(shè)計(jì)結(jié)果難以達(dá)到最優(yōu)。現(xiàn)有的預(yù)成形優(yōu)化方法的研究對(duì)象大多為簡(jiǎn)單的二維模型,優(yōu)化方法很難推廣到三維復(fù)雜鍛件的預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計(jì)中。類等勢(shì)場(chǎng)方法是這一種新興的非優(yōu)化算法,其基本原理是利用靜電場(chǎng)中的等勢(shì)場(chǎng)分布來(lái)模擬金屬塑性變形過程中材料的最小變形路徑,在鍛造預(yù)成形設(shè)計(jì)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文在基于類等勢(shì)場(chǎng)方法的軸對(duì)稱鍛件預(yù)成形設(shè)計(jì)方法研究的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究了基于類等勢(shì)場(chǎng)方法的復(fù)雜鍛件的預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,取得了比較滿意的成果。本文的主要研究工作包括：研究了類等勢(shì)場(chǎng)應(yīng)用于鍛造預(yù)成形設(shè)計(jì)的基本原理和方法。進(jìn)行了鍛件和初始毛坯之間的靜電場(chǎng)模擬,分析了靜電場(chǎng)中等... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：113 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－３靜電場(chǎng)分析離散化有限元模型??

為?８６．６３〇／〇。??圖３－４剎車毅鍛件的型腔充填情況??等效應(yīng)變是反應(yīng)材料變形情況的重要指標(biāo)。圖３－５給出了鍛造完成后剎車穀??鍛件的等效應(yīng)變等值線分布，除飛邊部位外，鍛件本身的等效應(yīng)變范圍為??１．１４－３．１１，應(yīng)變線分布不夠均勻，剎車穀的邊緣部位應(yīng)變等值線分布較為密集。??鍛件中也的底部應(yīng)變最小，等效應(yīng)變值為０．巧７；鍛件中也的上部應(yīng)變最大，應(yīng)??變達(dá)到了?６．３０８。因此，鍛件的變形極為不均，容易造成鍛件各部分性能的差異??較大。??Ｉ?Ｓｔｒａｉｎ?－?Ｅ桿ｅｃｔｉｖｅ?（ｍｍ／ｍｍ）??ａ?Ａ二?０．１４９??，?己－?１１４??八－屯弟?ｃ＝?２．１３??－＼?Ｊ?Ｇ?＝?６．０８??＆?丫?Ｈ?＝?Ｔ?〇７??Ｉ?＝?８．０６??困３－５剎車穀鍛件的等效應(yīng)變等值線分布圖??圖３－６給出了剎車穀鍛件的等效應(yīng)力等值線分布圖�？桑蹋海量闯�，除飛邊部分??Ｗ外，鍛件的等效應(yīng)力范圍為６８．５ＭＰａ￣２７３ＭＰａ，最大應(yīng)力出現(xiàn)在飛邊部位，??等效應(yīng)力為３７０．％９ＭＰａ。剎車穀中也部位產(chǎn)生了較大的應(yīng)力集中

＾２００ｘ８８ｍｍ。選擇剎車毅鍛件的外輪廓作為靜電場(chǎng)分析的終了形狀。將初始巧??料放大３倍，然后將剎車穀鍛件放在其內(nèi)部的中也位置，這樣就可Ｗ在兩個(gè)模型??之間的封閉區(qū)域形成完整的電場(chǎng)，如圖３－９所示。??０７〇ｎ??２３５０???＾—ｉ＾???！???巧料ＩＶ?ｉ??Ｉ??。?Ｉ?。鍛件ｏｖ??ｉ??ｉ???ｉ???ｉ??圖３－９靜電場(chǎng)分析幾何模型??將幾何模型導(dǎo)入到有限元分析軟件Ａｎｓｙｓｌ３．０中進(jìn)行靜電場(chǎng)分析ｆ４３ｌ。選擇ｈ??型分析方法，單元類型為２Ｄ實(shí)體單元ＰＬＡＮＥ１２１，設(shè)定材料的介電常數(shù)為１．０。??采用自由網(wǎng)格劃分方法對(duì)幾何模型劃分網(wǎng)格，為了保證靜電場(chǎng)分析節(jié)點(diǎn)結(jié)果的精??確性，設(shè)置鍛件外輪廓單元長(zhǎng)度為２，毛巧外輪廓單元長(zhǎng)度為１０。設(shè)置紐界條件??為分別在毛遠(yuǎn)和鍛件的外輪廓上施加ＩＶ和０Ｖ的電壓載荷。選擇求解器為預(yù)條??件共扼梯度求解器（ＰＣＧ），定義靜態(tài)分析求解類型，提交計(jì)算。??計(jì)算完成后，進(jìn)入通用后處理器，讀取結(jié)果數(shù)據(jù)，并繪制電勢(shì)等值線圖，如??圖３－１０所示。??２４??

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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[3]逆向工程模型重構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用[D]. 曹曉興.鄭州大學(xué) 2012
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