本文關(guān)鍵詞：壓下率與送進率對徑向鍛造鍛件質(zhì)量影響的研究

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【摘要】：徑向鍛造是一種有效的金屬體積成形技術(shù),由于鍛件強度高、耐疲勞性好,在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。實踐表明,徑向鍛造能顯著提高金屬塑性、減小摩擦、改善表面質(zhì)量并提高尺寸精度。目前,其理論研究還不充分,工藝制定還不成熟。因此,徑向鍛造中常常會出現(xiàn)鍛不透、端面出現(xiàn)凹坑與雙鼓缺陷、背部脊紋、內(nèi)部裂紋、縮孔等一系列問題。針對上述問題,本文對徑向鍛造基本成形規(guī)律與機理以及實際應(yīng)用進行了相關(guān)的研究工作。主要研究內(nèi)容總結(jié)如下:首先,基于徑向鍛造的工作原理,建立了簡化的軸對稱模型,對工藝參數(shù)進行無量綱化,然后采用不同徑向壓下率和送進率對徑向鍛造過程進行了系統(tǒng)的模擬,分析了壓下率與送進率等參數(shù)對徑向鍛造成形中應(yīng)力及應(yīng)變分布、端面形狀和錘頭打擊力的影響,總結(jié)了徑向鍛造過程中的一些基本規(guī)律,系統(tǒng)地比較和評估了應(yīng)變應(yīng)力等對鍛件質(zhì)量的影響,結(jié)果表明,為獲得良好的應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)變分布、減少鍛造缺陷,同時可以滿足一般的設(shè)備噸位,壓下率與送進率必須合理搭配。在制定工藝時,應(yīng)兼顧鍛件質(zhì)量、生產(chǎn)率、鍛造設(shè)備最大噸位,合理選擇壓下率與送進率。本文給出了一個兼顧鍛件質(zhì)量、生產(chǎn)率、鍛造設(shè)備最大噸位等要求合理選擇壓下率與送進率參數(shù)的徑向鍛造工藝設(shè)計示例。然后,采用有限元法建立并驗證了徑向鍛造成形軸類鍛件的三維數(shù)值模型,并與軸對稱模型進行對比,說明利用軸對稱模型得到的規(guī)律是有意義的,可以用來指導(dǎo)生產(chǎn)。再在三維模型中設(shè)置孔洞,研究了徑向鍛造成形過程中的孔洞演變規(guī)律。結(jié)果表明,壓下率、送進率以及孔洞本身對孔洞閉合都有影響。為保證鍛件質(zhì)量,獲得良好的力學(xué)性能以及延長鍛件的使用壽命,應(yīng)盡可能選擇合理的工藝參數(shù),使得孔洞在徑向鍛造過程中發(fā)生閉合甚至焊合。最后,通過徑向鍛造試驗,驗證了壓下率對應(yīng)變、送進率對端部缺陷、孔洞演變等模擬結(jié)果,并對實驗數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)進行了誤差分析。
【關(guān)鍵詞】：徑向鍛造 壓下率 送進率 數(shù)值模擬 實驗
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG316
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 徑向鍛造概況12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 鍛透性研究14-15
• 1.2.2 應(yīng)力分布規(guī)律的研究15-16
• 1.2.3 鍛造載荷的研究16
• 1.2.4 鍛件缺陷研究16
• 1.2.5 鍛造中的孔洞研究16-18
• 1.3 課題研究內(nèi)容和意義18-20
• 第二章 軸對稱模型有限元模擬與分析20-40
• 2.1 有限元模型的建立與驗證20-21
• 2.1.1 有限元模型的建立20-21
• 2.1.2 有限元模型的驗證21
• 2.2 徑向鍛造金屬流動規(guī)律21-22
• 2.3 模擬結(jié)果分析22-39
• 2.3.1 應(yīng)變分布23-26
• 2.3.2 端面形狀26-28
• 2.3.3 應(yīng)力分布28-33
• 2.3.4 鍛造載荷分布33-36
• 2.3.5 徑向鍛造變形規(guī)律的應(yīng)用36-39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 第三章 三維模型有限元模擬與分析40-59
• 3.1 三維有限元模型模擬與分析40-50
• 3.1.1 三維有限元模型的建立與驗證40-42
• 3.1.2 結(jié)果分析42-50
• 3.2 帶孔洞模型的三維模擬與分析50-58
• 3.2.1 模擬參數(shù)設(shè)置50
• 3.2.2 結(jié)果分析50-58
• 3.3 本章小結(jié)58-59
• 第四章 實驗驗證59-70
• 4.1 實驗原理與裝置59-60
• 4.2 壓下率對應(yīng)變的影響60-63
• 4.3 不同軸向送進量對端面形狀的影響的驗證試驗63-65
• 4.4 孔洞閉合驗證實驗65-68
• 4.5 本章小結(jié)68-70
• 第五章 結(jié)論與展望70-72
• 5.1 主要結(jié)論70-71
• 5.2 研究展望71-72
• 參考文獻72-76
• 致謝76-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文77

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本文編號：950648