径向扩—收控制挤压成形力分析研究

发布时间：2017-04-03 10:00

  本文关键词：径向扩—收控制挤压成形力分析研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代社会的高速发展,人们对资源的需求更加迫切。挤压,作为一种高能耗的材料加工方式,正在向着更精、更净、更省的方向发展。减小挤压力能够有效减少挤压时的能耗,节省能源。国内外学者提出了多种能够减小挤压力的新工艺。基于此提出了径向扩-收控制挤压工艺,并对其成形力进行了分析研究。根据有限元理论,建立了径向扩-收控制挤压数值模拟模型。以有限元模拟结果为依据,分析了新工艺成形过程中的金属流动情况和应力应变状态。并分别模拟了相同尺寸下的新工艺与传统工艺的成形力,发现径向扩-收控制挤压工艺比传统反挤压工艺的成形力减小了68%。通过研究成形过程中的受力状态和金属流动,分别应用主应力法和上限法建立了径向扩-收控制挤压成形力计算公式,并提出了计算成形力的经验公式。以主应力法公式为基础,理论分析了各挤压工艺参数对成形力的影响规律。基于主应力法计算公式,理论分析成形力影响因素的基础上,采用Deform-3D软件分别模拟得出了不同摩擦系数、凸模圆角半径、工作带高度、坯料内径、挤压速度、挤压温度下挤压成形力的变化规律。应用径向扩-收控制挤压工艺进行成形铝合金轮辋实验。实验结果表明,径向扩-收控制挤压工艺能够有效减小挤压力。将成形力的理论计算结果与实验结果进行比较,结果表明,数值模拟值、主应力法值、上限法值和经验值与实测值的误差分别为3.5%、8.5%、13.1%和18.7%,理论计算结果与实验数据相吻合。为径向扩-收控制挤压成形力计算提供了依据。
【关键词】：挤压 成形力 主应力法 上限法 数值模拟
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG376
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-20
• 1.1 课题背景及研究意义9-10
• 1.2 省力挤压工艺及应用10-16
• 1.3 挤压成形力分析研究16-18
• 1.3.1 挤压力定义16
• 1.3.2 国内外研究16-17
• 1.3.3 挤压力的理论计算方法17-18
• 1.4 本文主要研究内容18-20
• 第二章 径向扩-收控制挤压工艺20-32
• 2.1 工艺分析20-28
• 2.1.1 径向扩-收控制挤压工艺金属流动分析21-24
• 2.1.2 径向扩-收控制挤压工艺应力应变状态分析24-26
• 2.1.3 径向扩-收控制挤压工艺变形力分析26-28
• 2.2 径向扩-收控制挤压模具简介28-31
• 2.2.1 冲孔28-29
• 2.2.2 反挤压29-30
• 2.2.3 底部收口30-31
• 2.3 本章小结31-32
• 第三章 径向扩-收控制挤压成形力理论计算32-49
• 3.1 径向扩-收控制挤压各工序成形力分析32-44
• 3.1.1 镦粗力的计算32-35
• 3.1.2 冲孔变形力计算35-36
• 3.1.3 反挤压变形力计算36-43
• 3.1.4 底部收口变形力计算43-44
• 3.2 成形力经验公式及影响因素分析44-47
• 3.2.1 经验公式44-45
• 3.2.2 成形力影响因素分析45-47
• 3.3 本章小结47-49
• 第四章 径向扩-收控制挤压成形力有限元分析49-66
• 4.1 Deform-3D软件介绍49-51
• 4.1.1 软件简介49-50
• 4.1.2 Deform的发展50
• 4.1.3 Deform-3D特点50-51
• 4.2 有限元模型建立51-52
• 4.3 有限元模拟结果分析52-65
• 4.3.1 不同摩擦系数模拟结果分析52-54
• 4.3.2 不同凸模工作带高度模拟结果分析54-56
• 4.3.3 不同凸模圆角半径模拟结果分析56-58
• 4.3.4 不同坯料内径模拟结果58-60
• 4.3.5 不同挤压温度模拟结果60-62
• 4.3.6 不同挤压速度模拟结果62-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第五章 径向扩-收控制挤压成形实验66-70
• 5.1 工艺制定66-67
• 5.2 实验条件67-68
• 5.3 实验结果68-69
• 5.4 本章小结69-70
• 第六章 结论与展望70-72
• 6.1 结论70-71
• 6.2 展望71-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士期间发表的论文76-77
• 致谢77-78

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