热处理对二道次强力旋压筒形件残余应力影响研究
发布时间：2021-05-21 22:46
二道次强力旋压工艺属于精密压力加工,成形后的产品精度高,表面光洁度好,材料晶粒变细,在强度上有很大程度的提高。旋压过程中工件发生的不均匀塑性变形和不均匀的微观组织变化等会导致残余应力的产生。由于残余应力的存在不仅会影响工件的尺寸精度,还会增加工件产生疲劳裂纹的几率,所以在加工产品时要尽量避免残余应力过大。目前常用消除工件的残余应力的方法就是对工件进行热处理,因此要对二道次强力旋压后的筒形件进行热处理的研究。本文以二道次强力旋压后的锡青铜（QSn7-0.2）筒形件为研究对象,探究热处理温度和保温时间对其残余应力的影响规律,主要内容包括:1、利用三维画图软件建立二道次旋压仿真模型,按照合理的工艺参数进行装配,在simufact.forming有限元分析软件中进行二道次强力旋压过程的仿真。2、将旋压完成后的筒形件继续进行热处理的工艺仿真,设计单因素实验方案,分别对不同热处理温度和保温时间的筒形件进行残余应力的测量,对比热处理前后的残余应力的变化情况。3、按照与旋压仿真中相同的尺寸和二道次旋压工艺参数进行锡青铜筒形件的加工,然后利用高温炉对筒形件按照单因素实验方案进行热处理,最后利用X射线衍射...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 本文研究背景及意义
1.2 残余应力国内外研究现状
1.3 残余应力的测量方法研究现状
1.4 残余应力的消除
1.5 本文主要研究内容
2 强力旋压残余应力形成过程及测量方法
2.1 强力旋压成形工艺
2.1.1 强力旋压的分类
2.1.2 强力旋压的变形特点
2.2 残余应力在旋压过程中产生的机理及分类
2.3 残余应力的定义和分类
2.3.1 残余应力的定义
2.3.2 残余应力的分类
2.4 Χ射线衍射法测量残余应力的工作原理
2.4.1 X射线理论-布拉格方程
2.4.2 二维残余应力的测定原理
2.5 本章小结
3 二道次强力旋压筒形件残余应力仿真研究
3.1 强力旋压仿真有限元理论基础
3.1.1 弹塑性本构方程
3.1.2 虚功方程
3.1.3 增量方程
3.1.4 有限元求解方程
3.2 锡青铜筒形件二道次错距旋压有限元模型的建立
3.2.1 simufact.forming仿真软件特点
3.2.2 几何模型的建立
3.2.3 材料属性的定义
3.2.4 边界条件与运动关系处理
3.2.5 热参数定义
3.2.6 网格划分技术
3.2.7 摩擦模型的建立
3.2.8 成形控制参数的定义提交仿真任务
3.2.9 二道次旋压模型导入
3.3 强力旋压筒形件残余应力的产生
3.3.1 表面轴向应力分布
3.3.2 表面径向应力分布
3.3.3 表面切向应力分布
3.3.4 表面等效残余应力分布
3.3.5 轴向残余应力沿壁厚方向分布
3.3.6 径向残余应力沿壁厚方向分布
3.3.7 切向残余应力沿壁厚方向分布
3.3.8 等效残余应力沿壁厚方向分布
3.4 本章小结
4 热处理对残余应力影响仿真分析
4.1 热分析相关理论基础
4.1.1 热力学第一定律
4.1.2 热量转换
4.1.3 瞬态传热和稳态传热
4.2 热处理仿真模拟
4.2.1 选择热处理模块
4.2.2 导入模型并定义材料及热参数
4.2.3 热处理过程参数设置
4.2.4 网格划分技术
4.2.5 检查模型并提交仿真任务
4.3 热处理对筒形件残余应力的影响规律
4.3.1 热处理温度对轴向残余应力的影响规律
4.3.2 热处理温度对切向残余应力的影响规律
4.3.3 热处理温度对等效残余应力的影响规律
4.3.4 保温时间对轴向残余应力的影响规律
4.3.5 保温时间对切向残余应力的影响规律
4.3.6 保温时间对等效残余应力的影响规律
4.4 本章小结
5 热处理对残余应力影响的试验研究
5.1 试验材料及设备
5.2 试验方法
5.2.1 二道次强力旋压试验
5.2.2 热处理试验
5.2.3 试件标注
5.3 残余应力的测量
5.3.1 轴向应力修正公式
5.3.2 切向应力修正公式
5.3.3 X射线检测仪检测步骤
5.4 试验结果分析
5.4.1 残余应力测量试验结果
5.4.2 最优热处理仿真结果与试验对比
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文工作总结
6.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
本文编号：3200509
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 本文研究背景及意义
1.2 残余应力国内外研究现状
1.3 残余应力的测量方法研究现状
1.4 残余应力的消除
1.5 本文主要研究内容
2 强力旋压残余应力形成过程及测量方法
2.1 强力旋压成形工艺
2.1.1 强力旋压的分类
2.1.2 强力旋压的变形特点
2.2 残余应力在旋压过程中产生的机理及分类
2.3 残余应力的定义和分类
2.3.1 残余应力的定义
2.3.2 残余应力的分类
2.4 Χ射线衍射法测量残余应力的工作原理
2.4.1 X射线理论-布拉格方程
2.4.2 二维残余应力的测定原理
2.5 本章小结
3 二道次强力旋压筒形件残余应力仿真研究
3.1 强力旋压仿真有限元理论基础
3.1.1 弹塑性本构方程
3.1.2 虚功方程
3.1.3 增量方程
3.1.4 有限元求解方程
3.2 锡青铜筒形件二道次错距旋压有限元模型的建立
3.2.1 simufact.forming仿真软件特点
3.2.2 几何模型的建立
3.2.3 材料属性的定义
3.2.4 边界条件与运动关系处理
3.2.5 热参数定义
3.2.6 网格划分技术
3.2.7 摩擦模型的建立
3.2.8 成形控制参数的定义提交仿真任务
3.2.9 二道次旋压模型导入
3.3 强力旋压筒形件残余应力的产生
3.3.1 表面轴向应力分布
3.3.2 表面径向应力分布
3.3.3 表面切向应力分布
3.3.4 表面等效残余应力分布
3.3.5 轴向残余应力沿壁厚方向分布
3.3.6 径向残余应力沿壁厚方向分布
3.3.7 切向残余应力沿壁厚方向分布
3.3.8 等效残余应力沿壁厚方向分布
3.4 本章小结
4 热处理对残余应力影响仿真分析
4.1 热分析相关理论基础
4.1.1 热力学第一定律
4.1.2 热量转换
4.1.3 瞬态传热和稳态传热
4.2 热处理仿真模拟
4.2.1 选择热处理模块
4.2.2 导入模型并定义材料及热参数
4.2.3 热处理过程参数设置
4.2.4 网格划分技术
4.2.5 检查模型并提交仿真任务
4.3 热处理对筒形件残余应力的影响规律
4.3.1 热处理温度对轴向残余应力的影响规律
4.3.2 热处理温度对切向残余应力的影响规律
4.3.3 热处理温度对等效残余应力的影响规律
4.3.4 保温时间对轴向残余应力的影响规律
4.3.5 保温时间对切向残余应力的影响规律
4.3.6 保温时间对等效残余应力的影响规律
4.4 本章小结
5 热处理对残余应力影响的试验研究
5.1 试验材料及设备
5.2 试验方法
5.2.1 二道次强力旋压试验
5.2.2 热处理试验
5.2.3 试件标注
5.3 残余应力的测量
5.3.1 轴向应力修正公式
5.3.2 切向应力修正公式
5.3.3 X射线检测仪检测步骤
5.4 试验结果分析
5.4.1 残余应力测量试验结果
5.4.2 最优热处理仿真结果与试验对比
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文工作总结
6.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
本文编号：3200509
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