摩擦对筒形件强力旋压过程的影响研究

发布时间：2017-09-26 11:09

  本文关键词：摩擦对筒形件强力旋压过程的影响研究

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【摘要】：旋压是一种先进的少无切削加工工艺,具有加工工序少、表面质量好、尺寸精度高、成本低、设备简单等优点,广泛应用于航空、航天、国防、民用等领域,因而吸引了广大学者对其进行了系统的研究。但是目前的研究仅限于对工艺参数、旋压方式、零件多样性等方面,有关摩擦对旋压过程影响的研究却屈指可数,而摩擦的存在对金属材料的塑性流动及成形能力有一定的影响,从而影响工件的成形质量,因此有必要对摩擦对旋压过程的影响进行研究。本文以筒形件为对象,研究了其旋压成形过程中的摩擦机理,并以ABAQUS/CAE为平台,建立了符合实际工况且可靠的筒形件三旋轮强力反旋有限元模型,研究了在无摩擦状态下进给比和减薄率对筒形件旋压过程的影响,确定了合适的参数组匹配。并根据无摩擦状态下所选择的参数匹配,进一步修正模型,以摩擦为单一变量,研究了不同摩擦状态下,摩擦对筒形件三旋轮强力反旋过程的影响。通过研究摩擦对筒形件强力旋压过程的影响,揭示出:在摩擦作用下,工件等效应力变化规律不尽相同,但终旋时均小于无摩擦状态;工件的等效塑性应变随摩擦系数的增大而减小,而且外表面摩擦的影响大于内表面摩擦的影响,两者具有累计效应;与等效塑性应变的变化规律类似,工件内表面摩擦对温度场几乎没有影响,外表面摩擦对温度场的影响较大,最高温度出现在工件与旋轮接触的变形区,且随着摩擦系数的增大工件变形区温度也不断升高;在单一的外表面摩擦的影响下,工件的壁厚和扩径都随摩擦系数的增大而增大;在单一的内表面摩擦的影响下,工件的壁厚随摩擦系数的增大而增大,扩径却随着摩擦系数的增大而减小;在两者共同作用下,工件的壁厚最大,但随着摩擦系数的增大几乎不变,对于扩径却是随摩擦系数的增大而减小。据此可知:选择适当的摩擦方案可有效改善筒形件旋压成形质量。
【关键词】：筒形件强力旋压 三旋轮 旋压成形机理 数值模拟 摩擦 ABAQUS
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 引言10
• 1.2 旋压工艺概况10-13
• 1.2.1 旋压工艺介绍10-11
• 1.2.2 旋压工艺分类及特点11-13
• 1.3 强力旋压技术的国内外发展现状13-15
• 1.4 课题的背景和意义15-16
• 1.4.1 课题背景及来源15
• 1.4.2 选题目的和意义15-16
• 1.5 课题的主要研究内容16-17
• 第二章 筒形件旋压成形摩擦机理17-32
• 2.1 引言17
• 2.2 塑性成形中的流动与变形规律17-19
• 2.2.1 塑性流动规律17
• 2.2.2 体积不变定律17-18
• 2.2.3 塑性变形中的摩擦18-19
• 2.3 筒形件成形机理19-31
• 2.3.1 主体运动19
• 2.3.2 材料流动机理19-22
• 2.3.3 工件与旋轮的接触22-23
• 2.3.4 变形力的计算23-27
• 2.3.5 受力分析27-28
• 2.3.6 应力应变28-29
• 2.3.7 变形与摩擦29-30
• 2.3.8 摩擦模型30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 筒形件强力旋压模型的建立32-43
• 3.1 引言32
• 3.2 塑性成形数值模拟32-33
• 3.2.1 塑性成形与有限元32-33
• 3.2.2 软件的选择33
• 3.3 旋压方案的确定33-35
• 3.3.1 旋压方式的选择33-34
• 3.3.2 旋轮及其配置方式的选择34
• 3.3.3 模型假设34-35
• 3.4 旋压参数的确定35-38
• 3.4.1 毛坯参数35
• 3.4.2 芯模参数35-36
• 3.4.3 旋轮参数36-37
• 3.4.4 进给比37
• 3.4.5 主轴转速37
• 3.4.6 减薄率37-38
• 3.5 旋压模型的建立38-41
• 3.5.1 三维模型建立38
• 3.5.2 定义材料属性38-39
• 3.5.3 定义分析步39
• 3.5.4 定义载荷和边界条件39-40
• 3.5.5 定义接触40
• 3.5.6 网格划分40-41
• 3.6 模型可靠性验证41-42
• 3.6.1 质量放大系数验证41
• 3.6.2 实验验证41-42
• 3.7 本章小结42-43
• 第四章 摩擦对筒形件旋压过程影响研究43-63
• 4.1 引言43
• 4.2 无摩擦状态下最优参数组合的确定43-52
• 4.2.1 旋压方案确定43
• 4.2.2 成形质量结果与分析43-46
• 4.2.3 应力结果分析46-48
• 4.2.4 应变结果与分析48-50
• 4.2.5 壁厚变化分析50
• 4.2.6 扩径变化分析50-51
• 4.2.7 最优参数确定51-52
• 4.3 摩擦对筒形件旋压过程的影响研究52-61
• 4.3.1 模型修正52
• 4.3.2 旋压方案确定52-53
• 4.3.3 成形质量结果与分析53-54
• 4.3.4 摩擦对应力的影响54-56
• 4.3.5 摩擦对应变的影响56-57
• 4.3.6 摩擦对温度场的影响57-59
• 4.3.7 摩擦对壁厚的影响59-60
• 4.3.8 摩擦对扩径的影响60-61
• 4.4 本章小结61-63
• 结论与展望63-65
• 结论63-64
• 展望64-65
• 参考文献65-68
• 致谢68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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