本文關(guān)鍵詞：冷擠壓凹模強(qiáng)度設(shè)計(jì)及應(yīng)力場(chǎng)分析

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【摘要】：冷擠壓凹模服役時(shí),由于坯料塑性變形時(shí)的能量交換以及凹模與坯料接觸面間材料的高速流動(dòng),使其在承受高溫和超高交變載荷作用時(shí)容易失效。因此,提高凹模結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是保證其長(zhǎng)期高效穩(wěn)定工作的前提條件。為了降低凹模內(nèi)壁處的峰值應(yīng)力以及均勻化壁厚方向的應(yīng)力水平,本文引入了自增強(qiáng)技術(shù)和預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),分析了凹模殘余應(yīng)力場(chǎng)對(duì)工作應(yīng)力場(chǎng)的正向增益作用,為凹模的強(qiáng)度設(shè)計(jì)提供了參考。本文基于彈塑性基礎(chǔ)理論、有限元法、最優(yōu)化方法對(duì)整體式自增強(qiáng)凹模、多層套縮組合凹模、自增強(qiáng)-套縮雙層組合凹模三種結(jié)構(gòu)的凹模強(qiáng)化機(jī)制進(jìn)行了探討。主要研究?jī)?nèi)容如下：基于雙向冪硬化本構(gòu)關(guān)系及最大應(yīng)變能理論,建立了整體式凹模自增強(qiáng)力學(xué)模型。分析了自增強(qiáng)凹模工作時(shí)的最大承載能力以及自增強(qiáng)處理時(shí)最佳彈塑性半徑的影響因素。運(yùn)用有限元技術(shù)對(duì)凹模自增強(qiáng)工藝過(guò)程進(jìn)行了仿真,數(shù)值解和解析解吻合較好。通過(guò)對(duì)比分析自增強(qiáng)處理前后凹模等效應(yīng)力的變化趨勢(shì),驗(yàn)證了自增強(qiáng)處理對(duì)提高凹模承載能力的有效性�；诤癖趫A筒理論,分析了整體式凹模工作載荷特點(diǎn),討論了單純通過(guò)增加壁厚來(lái)提高模具強(qiáng)度的局限性。為提高承載能力,探討了多層預(yù)應(yīng)力組合凹模方案。以最大應(yīng)變能理論為強(qiáng)度條件,在組合凹�？倧奖燃案鲗硬牧蠀�(shù)已知的前提下,以各層徑比為設(shè)計(jì)變量,以組合凹模最大承載能力為優(yōu)化目標(biāo),采用Lagrange乘子法對(duì)組合凹模參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),獲得了各層最佳徑比、凹模極限承載壓力、最優(yōu)套縮壓力以及最優(yōu)過(guò)盈量的解析解。將自增強(qiáng)技術(shù)與多層套縮技術(shù)相結(jié)合,可以使凹模的彈性極限承載壓力進(jìn)一步得到提升。在保證模具強(qiáng)度的前提下,可以使模具結(jié)構(gòu)緊湊,降低制造成本。本文的分析方法及研究結(jié)論對(duì)完善冷擠壓凹模的強(qiáng)度設(shè)計(jì),提高凹模的服役壽命具有一定的參考價(jià)值和理論意義。
【關(guān)鍵詞】：冷擠壓 自增強(qiáng)技術(shù) 組合凹模 殘余應(yīng)力 強(qiáng)度設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG375.4
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 主要符號(hào)說(shuō)明17-18
• 第一章 緒論18-26
• 1.1 課題的研究背景及意義18-20
• 1.2 冷擠壓凹模強(qiáng)化研究現(xiàn)狀20-24
• 1.2.1 模具材料方面的研究20-21
• 1.2.2 全彈性整體式凹模應(yīng)力分析21
• 1.2.3 多層套縮預(yù)應(yīng)力凹模21-22
• 1.2.4 自增強(qiáng)技術(shù)在冷擠壓凹模中的應(yīng)用22-24
• 1.3 課題來(lái)源和主要研究?jī)?nèi)容24-26
• 1.3.1 課題來(lái)源24-25
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容25-26
• 第二章 冷擠壓凹模自增強(qiáng)理論解析與數(shù)值分析26-43
• 2.1 冷擠壓凹模自增強(qiáng)理論分析26
• 2.1.1 整體式自增強(qiáng)凹模結(jié)構(gòu)模型26
• 2.2 材料的本構(gòu)關(guān)系及自增強(qiáng)凹模基本假設(shè)26-28
• 2.2.1 雙向冪硬化材料本構(gòu)模型26-27
• 2.2.2 自增強(qiáng)凹�；炯僭O(shè)27-28
• 2.3 自增強(qiáng)凹模應(yīng)力分析28-31
• 2.3.1 彈塑性加載應(yīng)力分析28-29
• 2.3.2 彈性卸載應(yīng)力分析29-30
• 2.3.3 殘余應(yīng)力分析30
• 2.3.4 凹模工作應(yīng)力分析30-31
• 2.3.5 自增強(qiáng)凹模工作時(shí)最大彈性承載能力分析31
• 2.4 自增強(qiáng)壓力理論分析31-32
• 2.4.1 自增強(qiáng)壓力和彈塑性交界面半徑的關(guān)系31-32
• 2.4.2 自增強(qiáng)壓力和反向屈服半徑的關(guān)系32
• 2.4.3 自增強(qiáng)壓力范圍確定32
• 2.5 自增強(qiáng)處理后內(nèi)壁徑向殘余位移分析32-33
• 2.6 最佳彈塑性半徑的確定方法33
• 2.7 材料的拉壓實(shí)驗(yàn)33-35
• 2.8 擠壓凹模自增強(qiáng)處理有限元分析35-42
• 2.8.1 有限元數(shù)值分析理論基礎(chǔ)35-36
• 2.8.2 ABAQUS有限元建模36
• 2.8.3 不同自增強(qiáng)壓力下的數(shù)值模擬結(jié)果及分析36-37
• 2.8.4 雙向冪硬化模型與理想彈塑性模型對(duì)比分析37-38
• 2.8.5 自增強(qiáng)凹模應(yīng)力分析38-41
• 2.8.6 自增強(qiáng)效果的影響因素分析41-42
• 2.9 本章小結(jié)42-43
• 第三章 冷擠壓凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與承載能力分析43-57
• 3.1 筒形件冷擠壓凹模工作載荷失效分析43-44
• 3.2 整體式擠壓凹模受力分析44-46
• 3.3 多層冷擠壓組合凹模受力分析46-48
• 3.3.1 多層組合凹模結(jié)構(gòu)及擠壓應(yīng)力的彈性解46-47
• 3.3.2 多層組合凹模優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型47-48
• 3.4 多層組合凹模優(yōu)化結(jié)果及其分析48-51
• 3.4.1 總徑比K的最佳分配48-49
• 3.4.2 組合凹模所能承受的極限工作內(nèi)壓分析49-50
• 3.4.3 組合凹模界面套縮殘余壓力分析50
• 3.4.4 組合凹模最優(yōu)過(guò)盈量設(shè)計(jì)50-51
• 3.5 三層組合凹模優(yōu)化及應(yīng)力分析51-55
• 3.5.1 最優(yōu)凹模參數(shù)設(shè)計(jì)51-52
• 3.5.2 三層組合凹模應(yīng)力場(chǎng)分析52-54
• 3.5.3 與等徑比三層組合凹模及整體式凹模對(duì)比54-55
• 3.5.4 與等徑比整體式自增強(qiáng)凹模比較55
• 3.6 本章小結(jié)55-57
• 第四章 自增強(qiáng)-套縮組合凹模結(jié)構(gòu)分析57-77
• 4.1 套縮壓力作用下雙層組合凹模應(yīng)力解析57-60
• 4.1.1 彈性極限套縮壓力57-58
• 4.1.2 雙層組合凹模彈塑性解析58-60
• 4.2 自增強(qiáng)-套縮雙層組合凹模理論模型的建立60-66
• 4.2.1 殘余應(yīng)力場(chǎng)分析60-63
• 4.2.2 有無(wú)工作內(nèi)壓時(shí)套縮界面壓力關(guān)系求解分析63-64
• 4.2.3 工作應(yīng)力分析64-65
• 4.2.4 最大承載能力分析65-66
• 4.2.5 尺寸精度和過(guò)盈量控制分析66
• 4.3 有限元建模分析66-67
• 4.4 仿真結(jié)果與分析67-75
• 4.4.1 套縮效應(yīng)對(duì)自增強(qiáng)殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響67-72
• 4.4.2 超應(yīng)變度對(duì)自增強(qiáng)-套縮組合凹模殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響72-73
• 4.4.3 徑比對(duì)自增強(qiáng)-套縮組合凹模殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響73-74
• 4.4.4 自增強(qiáng)-套縮組合凹模工作應(yīng)力分析74-75
• 4.5 本章小結(jié)75-77
• 第五章 結(jié)論與展望77-79
• 5.1 全文內(nèi)容總結(jié)77-78
• 5.2 論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)歸納78
• 5.3 研究展望78-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況83

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1 黃q駛，

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