复杂枝杈类锻件折叠缺陷形成机理研究

发布时间：2017-10-23 10:34

  本文关键词：复杂枝杈类锻件折叠缺陷形成机理研究

  更多相关文章： 枝杈零件 塑性变形 折叠缺陷 数值模拟 工艺参数

【摘要】：枝杈类锻件是工程领域中应用广泛的关键结构件,由于其结构复杂且力学性能要求严格,主要采用挤压方法成形。在挤压成形过程中,常产生不同形式的缺陷,其中折叠是出现频次最高的缺陷形式之一,因此急需对此类锻件折叠缺陷的产生过程及临界条件进行研究。本文针对复杂枝杈类锻件挤压成形过程中的折叠缺陷,采用数值模拟与实验相结合的方法展开研究。首先,利用DEFORM-3D软件对复杂枝杈类锻件挤压过程进行数值模拟,采用节点示踪法追踪折叠缺陷的演化过程,通过对锻件挤压过程中的应变场、速度场、温度场的研究,揭示挤压过程中金属流动规律,探究折叠缺陷形成机理。其次,采用数值模拟方法研究冲头形状、摩擦系数、挤压速度、模具圆角半径、枝杈数量、枝杈斜度、枝杈角度等成形工艺参数对折叠缺陷的影响,建立折叠长度与工艺参数的关系曲线,获得折叠产生的临界参数及各工艺参数对折叠缺陷影响的敏感程度。最后,在分析数值模拟结果的基础上,进行枝杈类锻件挤压折叠缺陷实验研究,明确冲头形状、摩擦系数、枝杈角度等工艺参数对折叠缺陷的影响规律。本文通过对复杂枝杈类锻件挤压过程折叠缺陷的研究,为实现此类锻件成形质量的有效控制提供了重要理论参考。
【关键词】：枝杈零件 塑性变形 折叠缺陷 数值模拟 工艺参数
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG376
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-22
• 1.1 课题的工程背景9
• 1.2 枝杈类锻件研究综述9-13
• 1.2.1 枝杈类锻件成形方法概述9-11
• 1.2.2 国内外枝杈类锻件理论研究现状11-13
• 1.3 塑性体积成形缺陷研究综述13-19
• 1.3.1 体积成形折叠缺陷的表现形式13-15
• 1.3.2 国内外体积成形缺陷理论研究现状15-19
• 1.4 课题来源、技术路线、研究内容与意义19-22
• 1.4.1 课题来源19
• 1.4.2 技术路线与研究内容19-20
• 1.4.3 研究意义20-22
• 第2章 枝杈类锻件折叠缺陷的形成机理22-40
• 2.1 引言22
• 2.2 折叠缺陷的有限元模拟分析22-24
• 2.2.1 枝杈类零件挤压成形几何模型的建立22-23
• 2.2.2 模拟条件设置23-24
• 2.3 有限元模拟结果分析24-30
• 2.3.1 成形过程中金属流动特点及成形载荷分析24-25
• 2.3.2 枝杈类锻件折叠缺陷的形成机理25-30
• 2.4 成形工艺参数对材料内部状态变量的影响30-39
• 2.4.1 成形速度对成形状态变量的影响31-36
• 2.4.2 摩擦系数对成形状态变量的影响36-39
• 2.5 本章小结39-40
• 第3章 影响折叠缺陷的关键工艺参数40-59
• 3.1 引言40-41
• 3.2 冲头尺寸形状与摩擦系数对折叠缺陷的影响41-45
• 3.3 冲头挤压速度对折叠缺陷的影响45-47
• 3.4 圆角半径对折叠缺陷的影响47-50
• 3.5 枝杈形状对折叠缺陷的影响50-54
• 3.5.1 枝杈数量的影响50-52
• 3.5.2 枝杈斜度的影响52
• 3.5.3 枝杈角度的影响52-54
• 3.6 成形参数的组合分析54-58
• 3.7 本章小结58-59
• 第4章 挤压缺陷实验研究59-69
• 4.1 引言59
• 4.2 挤压缺陷实验方案59-63
• 4.2.1 实验目的59
• 4.2.2 实验条件59-63
• 4.3 实验过程及结果分析63-68
• 4.3.1 折叠形成过程63-64
• 4.3.2 冲头底锥相对直径对折叠的影响64-66
• 4.3.3 枝杈角度对折叠的影响66-67
• 4.3.4 摩擦系数对折叠的影响67-68
• 4.4 本章小结68-69
• 结论69-70
• 参考文献70-75
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果75-76
• 致谢76

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本文编号：1082952