大型环件轧制成形模拟与试验研究
发布时间：2023-03-05 09:12
径轴向环件轧制是利用辗环机将环形坯料径向和轴向同时进行轧制的复杂成形工艺,主要用于生产大型环形零件。随着计算机技术的发展,根据辗环机的实际尺寸在计算机中建立径轴向环件轧制三维模型,利用有限元软件模拟环件轧制的过程来指导大型环件的实际生产,成为现代环件轧制技术研究的发展趋势。本文以有限元软件模拟与试验研究相结合,对成品尺寸为Φ15600×Φ15000×670mm的超大型环件径轴向轧制技术做出了研究,研究内容与结果如下:本文结合环件轧制理论对环件轧制稳定进行的静力学条件和运动学条件进行了理论推导,为有限元软件模拟轧制工艺参数的选取提供了理论基础。以316不锈钢材料为研究对象,构建了材料模型。计算了在设定轧制条件下径、轴向轧制力,验证了在设备上可稳定轧制的可行性。通过SolidWorks三维作图软件建立了径轴向环件轧制三维模型,并导入Deform-3D有限元模拟软件平台,建立符合实际生产的316不锈钢环件热力耦合三维有限元模型,研究了径轴向环件轧制过程中等效应变、温度场和轧制力能参数的变化规律,并深入探索了环坯初始轧制温度、驱动辊转速及芯辊进给速度对轧制过程的影响。研究结果如下:(1)通过轧...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 环件轧制技术研究背景
1.3 环件轧制技术的分类及原理
1.4 环件轧制技术的发展及研究现状
1.4.1 环件轧制的实验研究
1.4.2 环件轧制的理论研究
1.4.3 环件轧制的有限元模拟研究
1.5 课题目的和意义
1.5.1 课题目的
1.5.2 课题的意义
1.6 本文主要研究内容
第2章 环件轧制的基础理论研究及有限元简介
2.1 引言
2.2 径轴向环件轧制静力学条件
2.2.1 径向孔型咬入条件
2.2.2 径向孔型锻透条件
2.2.3 轴向孔型咬入条件
2.2.4 轴向孔型锻透条件
2.3 径轴向环件轧制的运动学条件
2.3.1 驱动辊转速的取值范围
2.3.2 芯辊进给速度的运动计算
2.3.3 轴向锥辊的运动计算
2.3.4 导向辊运动控制
2.4 有限元基础理论
2.4.1 刚塑性有限元法
2.4.2 刚塑性有限元变分法原理
2.4.3 刚塑性有限元求解过程
2.5 本章小结
第3章 径轴向环件轧制模型建立及轧制力能计算
3.1 引言
3.2 径轴向环件轧制三维模型的建立
3.3 316 不锈钢材料模型的建立
3.4 建模时关键技术的处理
3.5 径轴向环件轧制力能参数计算
3.5.1 径向孔型力能参数计算模型
3.5.2 轴向孔型力能参数计算模型
3.5.3 环件轧制力能参数影响因素分析
3.6 本章小结
第4章 超大型环件径轴向轧制模拟研究
4.1 引言
4.2 环件轧制变形规律分析
4.2.1 轧制过程中等效应变的变化规律
4.2.2 轧制过程中温度场的变化规律
4.2.3 轧制过程中轧制力能参数的变化
4.2.4 轧制过程中金属流动变化规律
4.3 环坯初始温度对轧制结果的影响
4.3.1 初始温度对316 不锈钢环件等效应变的影响
4.3.2 初始温度对316 不锈钢环件温度场的影响
4.3.3 初始温度对轧制力的影响
4.4 驱动辊转速对轧制结果的影响
4.4.1 驱动辊转速对316 不锈钢环件等效应变的影响
4.4.2 驱动辊转速对316 不锈钢环件温度场的影响
4.4.3 驱动辊转速对轧制力的影响
4.5 芯辊进给速度对轧制结果的影响
4.5.1 芯辊进给速度对316 不锈钢环件等效应变的影响
4.5.2 芯辊进给速度对316 不锈钢环件温度场的影响
4.5.3 芯辊进给速度对轧制力的影响
4.6 本章小结
第5章 径轴向环件轧制的试验研究
5.1 引言
5.2 试验内容
5.2.1 试验材料
5.2.2 试验验方法
5.3 金相组织观察
5.4 常温拉伸力学性能测试
5.5 常温冲击韧性测试
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
本文编号：3755916
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 环件轧制技术研究背景
1.3 环件轧制技术的分类及原理
1.4 环件轧制技术的发展及研究现状
1.4.1 环件轧制的实验研究
1.4.2 环件轧制的理论研究
1.4.3 环件轧制的有限元模拟研究
1.5 课题目的和意义
1.5.1 课题目的
1.5.2 课题的意义
1.6 本文主要研究内容
第2章 环件轧制的基础理论研究及有限元简介
2.1 引言
2.2 径轴向环件轧制静力学条件
2.2.1 径向孔型咬入条件
2.2.2 径向孔型锻透条件
2.2.3 轴向孔型咬入条件
2.2.4 轴向孔型锻透条件
2.3 径轴向环件轧制的运动学条件
2.3.1 驱动辊转速的取值范围
2.3.2 芯辊进给速度的运动计算
2.3.3 轴向锥辊的运动计算
2.3.4 导向辊运动控制
2.4 有限元基础理论
2.4.1 刚塑性有限元法
2.4.2 刚塑性有限元变分法原理
2.4.3 刚塑性有限元求解过程
2.5 本章小结
第3章 径轴向环件轧制模型建立及轧制力能计算
3.1 引言
3.2 径轴向环件轧制三维模型的建立
3.3 316 不锈钢材料模型的建立
3.4 建模时关键技术的处理
3.5 径轴向环件轧制力能参数计算
3.5.1 径向孔型力能参数计算模型
3.5.2 轴向孔型力能参数计算模型
3.5.3 环件轧制力能参数影响因素分析
3.6 本章小结
第4章 超大型环件径轴向轧制模拟研究
4.1 引言
4.2 环件轧制变形规律分析
4.2.1 轧制过程中等效应变的变化规律
4.2.2 轧制过程中温度场的变化规律
4.2.3 轧制过程中轧制力能参数的变化
4.2.4 轧制过程中金属流动变化规律
4.3 环坯初始温度对轧制结果的影响
4.3.1 初始温度对316 不锈钢环件等效应变的影响
4.3.2 初始温度对316 不锈钢环件温度场的影响
4.3.3 初始温度对轧制力的影响
4.4 驱动辊转速对轧制结果的影响
4.4.1 驱动辊转速对316 不锈钢环件等效应变的影响
4.4.2 驱动辊转速对316 不锈钢环件温度场的影响
4.4.3 驱动辊转速对轧制力的影响
4.5 芯辊进给速度对轧制结果的影响
4.5.1 芯辊进给速度对316 不锈钢环件等效应变的影响
4.5.2 芯辊进给速度对316 不锈钢环件温度场的影响
4.5.3 芯辊进给速度对轧制力的影响
4.6 本章小结
第5章 径轴向环件轧制的试验研究
5.1 引言
5.2 试验内容
5.2.1 试验材料
5.2.2 试验验方法
5.3 金相组织观察
5.4 常温拉伸力学性能测试
5.5 常温冲击韧性测试
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
本文编号：3755916
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