本文關鍵詞：超聲振動對Q235鋼高溫變形過程影響的研究

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【摘要】：借鑒現(xiàn)有低碳鋼熱變形抗力和奧氏體動態(tài)再結晶演化過程的常用數(shù)學模型,通過建立Q235鋼熱模擬壓縮試驗及金相觀測變形后試樣內(nèi)奧氏體晶界,建立了計算Q235鋼熱變形過程中高溫變形抗力的數(shù)學模型,并通過編寫VUMAT用戶子程序將上述數(shù)學模型嵌入到有限元計算分析過程中。完成了超聲振動輔助金屬熱成形試樣裝置的方案設計,并設計了指數(shù)形式的超聲振動變幅桿。為分析宏觀變形條件的變化對超聲振動激勵下Q235鋼熱成形過程的影響,利用ABAQUS軟件對超聲振動激勵下Q235鋼試樣的熱壓縮過程進行了仿真分析,并選擇了標準的正交試驗表格,該表將具有代表性的宏觀變形條件組合。分析結果表明:超聲振動激勵不僅使Q235鋼圓柱試樣熱變形中奧氏體動態(tài)再結晶提前發(fā)生,而且使奧氏體的晶粒更加細化;當變形程度為40%時,無超聲振動激勵的試樣高溫壓縮后呈鼓形;同樣條件下,施加超聲振動激勵后的試樣右下端變形后呈象足形;各因素按照對晶粒細化影響程度大小排序為:變形程度、超聲振動的頻率、振幅、應變速率、變形溫度;另外,僅變形程度對Q235鋼圓柱試樣內(nèi)奧氏體最大晶粒尺寸產(chǎn)生影響,其余因素的影響皆不明顯。
【關鍵詞】：超聲振動 Q235鋼 熱成形 有限元分析
【學位授予單位】：中國石油大學(華東)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.31
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 研究背景8-12
• 1.1.1 超聲技術應用概述8-9
• 1.1.2 金屬塑形加工中應用超聲振動技術的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.1.3 金屬冷變形加工仿真技術的現(xiàn)狀10-11
• 1.1.4 金屬熱變形加工仿真技術的現(xiàn)狀11-12
• 1.2 金屬塑形加工中應用超聲振動技術的主要問題12-13
• 1.3 論文的研究內(nèi)容和思路13-15
• 1.3.1 論文的研究內(nèi)容13
• 1.3.2 論文的研究思路13-15
• 第二章 Q235鋼高溫變形抗力模型15-24
• 2.1 常用的低碳鋼經(jīng)驗型高溫變形抗力模型15-17
• 2.2 Q235鋼熱模擬壓縮試驗17-20
• 2.2.1 實驗條件及流程17
• 2.2.2 實驗結果17-20
• 2.3 Q235鋼奧氏體動態(tài)再結晶模型20-22
• 2.4 Q235高溫變形抗力模型的構建22
• 2.5 本章小結22-24
• 第三章 超聲Q235鋼熱成形試驗裝置方案設計24-42
• 3.1 小型材料試驗機主要參數(shù)設計及規(guī)格選擇24-27
• 3.1.1 小型材料試驗機主要參數(shù)設計24-26
• 3.1.2 小型材料試驗機規(guī)格選擇26-27
• 3.2 超聲振動變幅桿設計27-40
• 3.2.1 變幅桿簡介27-28
• 3.2.2 變截面桿分析28-29
• 3.2.3 指數(shù)形變幅桿設計29-37
• 3.2.4 變幅桿的參數(shù)計算37-39
• 3.2.5 變幅桿模態(tài)分析39-40
• 3.3 本章小結40-42
• 第四章 超聲振動Q235鋼熱壓縮過程數(shù)值分析42-59
• 4.1 推導增量形式的應力應變模型42-44
• 4.2 VUMAT子程序44-47
• 4.2.1 ABAQUS簡介44
• 4.2.2 VUMAT子程序流程圖44-45
• 4.2.3 VUMAT子程序45-47
• 4.3 超聲激勵下試樣壓縮過程數(shù)值分析47-53
• 4.3.1 壓縮過程的有限元模型47-50
• 4.3.2 超聲激勵下試樣壓縮過程的仿真結果50-51
• 4.3.3 無超聲激勵下的仿真結果51-52
• 4.3.4 結果分析52-53
• 4.4 正交試驗分析53-58
• 4.4.1 正交實驗簡介53-54
• 4.4.2 正交實驗及結果54-55
• 4.4.3 正交試驗結論55
• 4.4.4 特殊節(jié)點和單元溫度仿真分析55-58
• 4.5 本章小結58-59
• 第五章 結論59-60
• 5.1 工作結論59
• 5.2 研究結論59-60
• 參考文獻60-63
• 致謝63

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