简论应力轴类零件轧制成型数值仿真

论文导读：151.3.4楔横轧技术在国内的运用15-161.4楔横轧技术的探讨近况16-171.5有限元技术在金属塑性成形中的运用17-181.5.1有限元概述17-181.5.2有限单元法的运用类型181.6本章小结18-19第2章楔横轧轧制原理与有限元浅析论述19-292.1楔横轧的工作原理19-222.2楔横轧的旋转条件22-252.3轧齐原理25-262.4楔横轧模具设计26-
摘要：楔横轧是对轧件进行径向压下、轴向延伸并横向扩展的塑性成形新工艺。经过多年来的进展,已经成为一种运用广泛的轴类零件加工策略。但由于楔横轧是复杂的三维成形工艺,变形机理十分复杂,在现有实验条件下很难得到轧件内部应力与应变的准确信息,所以对轧件成形历程中的金属流动规律和变形特点缺乏本质认识。近年来随着计算机技术的进展,采取数值模拟策略探讨楔横轧零件成形技术逐渐成熟,本论文以数值模拟策略来探讨轴类零件成形历程中的金属流动规律和变形特点,对认识轧件成形规律和变形机理具有重要的作用。本论文主要是以楔横轧论述为基础,利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA对楔横轧零件成形机理进行探讨。其探讨成果对提升楔横轧零件成形质量,避开轧件内部空心缺陷具有重要的论述作用和运用价值。本论文首先回顾了楔横轧技术的进展与运用,以及该领域在国内外的探讨近况,介绍了楔横轧的轧制原理、模具设计的一般原则、弹塑性有限元相关论述。论文的主体部分首先根据楔横轧模具的空间几何联系,确定了模具各个参数之间的参数化表达式,建立了楔横轧模具的参数化实体模型,然后把建立的参数化模型导入ANSYS/LS-DYNA软件中,通过对模具以及轧件单元类型的选取、材料模型的确定、网格的划分、接触的定义、施加约束、初始条件的设定、加载等,构建了楔横轧轧制系统的有限元模型,进行了楔横轧数值模拟,借助于ANSYS/LS-DYNA的通用后处理器,得到了轧件在轧制历程中楔入段、展宽段横截面与纵截面的应力、应变场的分布情况和轧件变形特点,揭示了轧件的变形特点和金属流动规律。最后通过选取轧件内部的四个特点点,利用ANSYS/LS-DYNA软件通用后处理器General Postproc的后处理功能得到轧件内部的四个特点点的应力应变时间历程曲线,得出交变的三向应力和剪应力是轧件发生中心疏松,产生空心缺陷的主要理由。关键词：楔横轧论文数值模拟论文应力应变论文空心缺陷论文
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Abstract7-11
第1章 绪论11-19

1.1 楔横轧技术介绍11-12

1.2 楔横轧技术的优点12-13

1.3 楔横轧技术的进展与运用13-16

1.3.1 楔横轧论述在国外的进展13-14

1.3.2 模横乳乳制工艺在国内的进展与运用14-15

1.3.3 楔横轧技术在国外的运用15

1.3.4 楔横轧技术在国内的运用15-16

1.4 楔横轧技术的探讨近况16-17

1.5 有限元技术在金属塑性成形中的运用17-18

1.5.1 有限元概述17-18

1.5.2 有限单元法的运用类型18

1.6 本章小结18-19

第2章 楔横轧轧制原理与有限元浅析论述19-29

2.1 楔横轧的工作原理19-22

2.2 楔横轧的旋转条件22-25

2.3 轧齐原理25-26

2.4 楔横轧模具设计26-27

2.5 刚塑性有限单元法27-28

2.6 本章小结28-29

第3章 楔横轧有限元数值模型的建立29-38

3.1 仿真软件ANSYS/LS-DYNA介绍29

3.2 仿真模型的建立29-36

3.

2.1 建立几何模型29-33

3.

2.2 建立物理模型33-36

3.3 本章小结36-38
第4章 楔横轧零件成形变形规律38-50

4.1 引言38

4.2 轧件内部的应力浅析38-43

4.

2.1 轧件楔入段横截面上的应力浅析38-39

4.

2.2 楔入段纵截面应浅析39-40

4.

2.3 展宽段横截面应l力浅析40-41

4.

2.4 展宽段纵截面应力浅析41-43

4.3 轧件内部的应变浅析43-49
4.

3.1 楔入段横截面应变浅析43-45

4.

3.2 楔入段纵截面应变浅析45-46

4.

3.3 展宽段横截面应变浅析46-47

4.

3.4 展宽段纵截面应变浅析47-49

4.4 本章小结49-50
第5章 楔横轧内部空心缺陷产生机理50-61

5.1 引言50

5.2 楔横轧内部空心缺陷及形成机理50-51

5.3 楔横轧内部塑性变形及受力状态浅析51-60

5.

3.1 楔横轧轧件内部应力场模拟结果及浅析51-56

5.

3.2 楔横轧轧件内部应变场模拟结果及浅析56-60

5.4 本章小结60-61
结论61-62
致谢62-63
参考文献63-67
作者介绍67
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果67