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厚板类锻件拔长的成形规律及应用研究

丁艳宝

  大型锻件是冶金、电力、石油、化工、矿山、交通运输行业和核能工业等大型成套设备的核心零部件。大型锻件的制造能力反映了国家在国民经济、国防军事等领域的高端综合实力,是我国大型装备制造的瓶颈。本文主要是通过有限元仿真和试验研究的方法,研究压下率、砧宽比、料宽比、应变速率、摩擦因数、初始温度等拔长工艺参数对厚板类锻件成形的影响规律。具体的研究内容和所得结论如下: (1)建立了拔长厚板类锻件的热力耦合刚粘塑性有限元模型,采用平均伸长率和最大宽展率的变化过程来表征大厚板类锻件的形状变化规律。 (2)运用DEFORM-3D软件对厚板类锻件单工步拔长和一道次拔长过程进行了热力耦合的有限元仿真,讨论了压下率、砧宽比、料宽比、应变速率、摩擦因数、初始温度等拔长工艺参数对锻件成形的影响规律。结果表明:压下率、砧宽比和料宽比是影响锻件成形的主要工艺参数,而应变速率、摩擦因数、初始温度的影响不显著;在-道次拔长过程中,工步序数对锻件平均伸长率的影响较大,以第1工步的平均伸长率为标准,第2工步增加了12.4%,第3工步增加了12.5%,第4工步增加了10.6%。锻件变形区两端比例和同一道次内工步的数量对锻件平均伸长率的影响都较小。 (3)进行了厚板类锻件的高温拔长实验。拔长后锻件平均伸长率和最大宽展率的实验测量值与有限元计算值的最大误差分别为5.8%和6.8%。 (4)提出了预测厚板类锻件拔长平均伸长率的数学模型,其预测值与实验结果吻合较好。编制了可预测锻件拔长几何尺寸和设计锻造操作机末端运动轨迹的模块,可为自动化锻造厚板类锻件提供设计依据。……   
[关键词]:厚板类锻件;拔长;有限元模拟;平均伸长率;最大宽展率
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中南大学2011年