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薄壁管材滚珠旋压数值模拟研究

发布时间:2019-04-25 10:09
【摘要】:为了对滚珠旋压工艺进行研究,利用DEFORME-3D有限元软件建立了滚珠旋压无氧铜薄壁管材的三维模型并基于刚塑性有限元进行了仿真计算,分析了滚珠旋压加工中管材的金属流动规律、管材的应力分布及滚珠的旋压力,并将有限元模拟的滚珠旋压力与M.I.Rotarescu理论计算的旋压力进行了对比.结果表明,金属的塑性流动主要靠滚珠的挤压,滚珠与管坯接触区的摩擦力及芯模与管内壁的摩擦力均对旋压加工中的金属流动起阻碍作用.管材在旋压中处于三向压应力状态,其应力沿壁厚呈梯度分布.滚珠的径向力最大,其次是轴向力,切向力最小;随着旋薄量的增大,滚珠的三向旋压力均增大;管材壁厚的增大引起滚珠轴向、切向力的增大及径向力的减小.
[Abstract]:In order to study the spinning process of ball spinning, a three-dimensional model of oxygen-free copper thin-walled pipe for ball spinning was established by using DEFORME-3D finite element software and simulated based on rigid-plastic finite element method. The metal flow law of pipe, the stress distribution of pipe and the spinning pressure of ball in ball spinning process are analyzed. The finite element simulation of ball spinning pressure is compared with that calculated by M.I.Rotarescu theory. The results show that the plastic flow of metal mainly depends on the extrusion of ball, the friction between ball and billet and the friction between core mold and inner wall of pipe all hinder the flow of metal in spinning process. The tube is in the state of three-dimensional compressive stress in spinning, and its stress distribution is gradient along the thickness of the wall. The radial force of the ball is the largest, the axial force is the second, and the tangential force is the smallest; with the increase of the spinor, the three-dimensional spinning pressure of the ball increases; the increase of the wall thickness of the pipe leads to the increase of the axial force of the ball, the increase of the tangential force and the decrease of the radial force.
【作者单位】: 太原科技大学重型机械教育部工程研究中心;河北工程大学机电工程学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51375325) 河北钢铁联合研究基金资助项目(E2014402055) 山西省研究生创新项目(2015SY66) 太原科技大学研究生创新项目(20145028)
【分类号】:TG306

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号:2465002

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