超声振动对Q235钢高温变形过程影响的研究

发布时间：2017-10-01 18:13

  本文关键词：超声振动对Q235钢高温变形过程影响的研究

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【摘要】：借鉴现有低碳钢热变形抗力和奥氏体动态再结晶演化过程的常用数学模型,通过建立Q235钢热模拟压缩试验及金相观测变形后试样内奥氏体晶界,建立了计算Q235钢热变形过程中高温变形抗力的数学模型,并通过编写VUMAT用户子程序将上述数学模型嵌入到有限元计算分析过程中。完成了超声振动辅助金属热成形试样装置的方案设计,并设计了指数形式的超声振动变幅杆。为分析宏观变形条件的变化对超声振动激励下Q235钢热成形过程的影响,利用ABAQUS软件对超声振动激励下Q235钢试样的热压缩过程进行了仿真分析,并选择了标准的正交试验表格,该表将具有代表性的宏观变形条件组合。分析结果表明:超声振动激励不仅使Q235钢圆柱试样热变形中奥氏体动态再结晶提前发生,而且使奥氏体的晶粒更加细化;当变形程度为40%时,无超声振动激励的试样高温压缩后呈鼓形;同样条件下,施加超声振动激励后的试样右下端变形后呈象足形;各因素按照对晶粒细化影响程度大小排序为:变形程度、超声振动的频率、振幅、应变速率、变形温度;另外,仅变形程度对Q235钢圆柱试样内奥氏体最大晶粒尺寸产生影响,其余因素的影响皆不明显。
【关键词】：超声振动 Q235钢 热成形 有限元分析
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.31
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 研究背景8-12
• 1.1.1 超声技术应用概述8-9
• 1.1.2 金属塑形加工中应用超声振动技术的研究现状9-10
• 1.1.3 金属冷变形加工仿真技术的现状10-11
• 1.1.4 金属热变形加工仿真技术的现状11-12
• 1.2 金属塑形加工中应用超声振动技术的主要问题12-13
• 1.3 论文的研究内容和思路13-15
• 1.3.1 论文的研究内容13
• 1.3.2 论文的研究思路13-15
• 第二章 Q235钢高温变形抗力模型15-24
• 2.1 常用的低碳钢经验型高温变形抗力模型15-17
• 2.2 Q235钢热模拟压缩试验17-20
• 2.2.1 实验条件及流程17
• 2.2.2 实验结果17-20
• 2.3 Q235钢奥氏体动态再结晶模型20-22
• 2.4 Q235高温变形抗力模型的构建22
• 2.5 本章小结22-24
• 第三章 超声Q235钢热成形试验装置方案设计24-42
• 3.1 小型材料试验机主要参数设计及规格选择24-27
• 3.1.1 小型材料试验机主要参数设计24-26
• 3.1.2 小型材料试验机规格选择26-27
• 3.2 超声振动变幅杆设计27-40
• 3.2.1 变幅杆简介27-28
• 3.2.2 变截面杆分析28-29
• 3.2.3 指数形变幅杆设计29-37
• 3.2.4 变幅杆的参数计算37-39
• 3.2.5 变幅杆模态分析39-40
• 3.3 本章小结40-42
• 第四章 超声振动Q235钢热压缩过程数值分析42-59
• 4.1 推导增量形式的应力应变模型42-44
• 4.2 VUMAT子程序44-47
• 4.2.1 ABAQUS简介44
• 4.2.2 VUMAT子程序流程图44-45
• 4.2.3 VUMAT子程序45-47
• 4.3 超声激励下试样压缩过程数值分析47-53
• 4.3.1 压缩过程的有限元模型47-50
• 4.3.2 超声激励下试样压缩过程的仿真结果50-51
• 4.3.3 无超声激励下的仿真结果51-52
• 4.3.4 结果分析52-53
• 4.4 正交试验分析53-58
• 4.4.1 正交实验简介53-54
• 4.4.2 正交实验及结果54-55
• 4.4.3 正交试验结论55
• 4.4.4 特殊节点和单元温度仿真分析55-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第五章 结论59-60
• 5.1 工作结论59
• 5.2 研究结论59-60
• 参考文献60-63
• 致谢63

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6 杨继先;杨素梅;张永宏;;超声振动车削铝基复合材料的研究[A];陕西省机械工程学会电加工分会第七届学术年会论文集[C];2000年

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本文编号：954908