圆柱扭转压缩数值模拟与实验研究

发布时间：2017-09-17 21:39

  本文关键词：圆柱扭转压缩数值模拟与实验研究

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【摘要】：在核电水电等需要大型锻件行业,大锻件的需求越来越大,许多大的构件被要求能够适应不同的环境,承受各种的受力情况,从根本上而言就是要求材料具有更好的微观组织性能。大型工程构件往往把锻造做作为第一道重要工序,以期改善微观组织性能,愈合宏观缺陷。各种不同的材料,越来越多复杂形状,对锻造工艺提出了更高的挑战。本文探究了扭转压缩工艺在替代传统镦粗工艺的可能性。从扭转角度,摩擦因子和不同的实验材料来分析扭转压缩工艺对锻件的影响,同时定义了一种表征扭转效果的物理量--扭转效率,结合扭转效率和晶粒尺寸来研究扭转压缩对锻件的质量影响。首先,采用有限元数值模拟的方法,运用DEFORM-3D数值模拟软件对Q345e钢进行扭转压缩工艺的模拟研究。从摩擦因子和扭转角度,分析了这两种工艺参数对压缩扭转工艺的影响,结果表明当摩擦系数取0.4-0.7,扭转效率可以达到80%,扭转角度受制于摩擦因子的大小;再者,对比扭转压缩中铅和钢晶粒尺寸,发现在同样的的实验设备下,铅晶粒比钢的晶粒更容易受到扭转发生变形,铅的难变形区比钢小10%,大变形区域比钢大13%;最后,利用有限元模拟了Q345e钢的动态再结晶,结果表明锻件心部发生完全的动态再结晶,锻件圆周发生不完全的动态再结晶,与模具接触的表面不发生动态再结晶。
【关键词】：扭转压缩 扭转效率 数值模拟 晶粒度
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG316
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 引言9-10
• 1.2 型砧板镦粗10-12
• 1.3 高压扭转镦粗12-13
• 1.4 扭转压缩工艺13-17
• 1.4.1 扭转压缩工艺理论13
• 1.4.2 扭转压缩工艺的探究13-17
• 1.5 扭转压缩的研究意义17-18
• 1.6 主要研究方案和路线18-19
• 第二章 金属扭压工艺有限元技术19-29
• 2.1 数值模拟简介19-20
• 2.1.1 塑性有限元法的分类19-20
• 2.1.2 塑性有限元的特点20
• 2.2 塑性变形变形均匀性的评价20-22
• 2.3 有限元模拟分析22-28
• 2.3.1 模型的工艺参数23
• 2.3.2 模拟结果与分析23-28
• 2.3.3 结论28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 铅的扭转压缩实验29-34
• 3.1 引言29
• 3.2 铅锭的扭转镦粗实验29-33
• 3.2.1 实验条件29-30
• 3.2.2 实验方案30
• 3.2.3 鼓形比较30-31
• 3.2.4 金相结果分析31-33
• 3.3 本章小结33-34
• 第四章 Q345e钢的压缩扭转实验34-42
• 4.1 引言34
• 4.2 Q345e的扭转镦粗实验34-41
• 4.2.1 实验条件34
• 4.2.2 实验方案34-35
• 4.2.3 鼓形比较35
• 4.2.4 动态再结晶模拟结果和实验结果的对比验证35-41
• 4.3 本章小结41-42
• 第五章 结论与展望42-43
• 5.1 结论42
• 5.2 展望42-43
• 参考文献43-46
• 致谢46-47
• 攻读学位期间发表的学术论文47-48

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本文编号：871507