径向扩—收控制挤压变形均匀性研究

发布时间：2017-09-15 16:13

  本文关键词：径向扩—收控制挤压变形均匀性研究

  更多相关文章： 底部带孔类筒形件 径向扩-收控制挤压 DEFORM二次开发 变形均匀性

【摘要】：成形诸如车轮的底部带孔类筒形零件,传统采用反挤压+机加孔的方式,易出现筒形件不同位置变形不均匀、底部性能较差的问题,且挤压成形力大。为克服传统成形存在的问题,开发了径向扩-收控制挤压技术。本文采用数值模拟与实验验证相结合的方法,对径向扩-收控制挤压工艺的变形均匀性进行了研究。首先介绍径向扩-收控制挤压技术,运用DEFORM模拟软件对比了传统反挤压和径向扩-收控制挤压下的金属流动、等效应变和成形终了筒形件底部晶粒尺寸、动态再结晶分布规律。结果表明通过径向扩-收控制挤压,大幅提高了筒形件底部变形量,成形构件底部等效应变提高了2.2倍,等效应变梯度减小,晶粒明显细化。通过二次开发,将7A04高强铝合金材料信息添加进DEFORM中;运用FORTRAN语言将建立好的7A04铝合金临界应变和微观组织演变模型嵌入到软件的子程序中,为模拟此合金变形过程中的组织演变奠定了基础。通过对径向扩-收控制挤压技术中反挤压和底部收口两个阶段进行模拟,分析了等效应变梯度、损伤值、晶粒尺寸和动态再结晶分布情况,评价了成形后筒形件变形均匀度,掌握了工艺参数对变形均匀性的影响规律。最后根据上述研究成果,在12.5MN液压机上成功试制出20inch铝合金轮辋。利用INSTRON-3382静态实验机测试了室温力学性能,利用200HRS-150型数显洛氏硬度计对轮辋各部分进行了硬度测试,结果表明轮辋各部分变形均匀,综合力学性能大幅提高,硬度集中在86-89HRB范围内,底部和壁部力学性能差值在2%左右,表明轮辋变形均匀性明显提高。为该工艺的推广应用奠定了基础。
【关键词】：底部带孔类筒形件 径向扩-收控制挤压 DEFORM二次开发 变形均匀性
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U466
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-20
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 常规挤压的发展概况10-11
• 1.3 大塑性近均匀挤压工艺及应用11-16
• 1.4 变形均匀性研究16-19
• 1.4.1 基于应变变形均匀性评价指标16-17
• 1.4.2 基于晶粒尺寸变形均匀性评价指标17-18
• 1.4.3 基于损伤变形均匀性评价指标18-19
• 1.5 本文主要研究内容19-20
• 第二章 径向扩-收控制挤压工艺和变形均匀性分析20-34
• 2.1 径向扩-收控制挤压工艺20-21
• 2.2 径向扩-收控制挤压模具简图和应力应变分析21-29
• 2.2.1 冲孔21-22
• 2.2.2 反挤压22-23
• 2.2.3 底部收口23-24
• 2.2.4 径向扩-收控制挤压工艺金属流动分析24-27
• 2.2.5 径向扩-收控制挤压工艺应力应变分析27-29
• 2.3 两种挤压工艺下的变形均匀性分析29-33
• 2.3.1 等效应变分析和金属流动分析29-30
• 2.3.2 晶粒尺寸和动态再结晶分析30-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 微观分析模型和DEFORM二次开发34-52
• 3.1 引言34
• 3.2 微观组织分析模型34-38
• 3.2.1 再结晶分类34
• 3.2.2 动态再结晶过程及机理34-36
• 3.2.3 再结晶本构模型的研究36-37
• 3.2.4 7A04铝合金的微观组织演变模型37-38
• 3.3 Deform软件的二次开发38-51
• 3.3.1 引言38-39
• 3.3.2 用户自定义子程序介绍39-41
• 3.3.3 DEFORM-3D软件材料本构方程的二次开发41-51
• 3.4 小结51-52
• 第四章 径向扩-收控制挤压参数优化52-73
• 4.1 中心带孔筒形件成形预处理52-54
• 4.1.1 坯料的形状52-53
• 4.1.2 挤压件参数53-54
• 4.2 方案设计54
• 4.3 反挤压成形阶段的数值模拟54-62
• 4.3.1 不同挤压温度对变形均匀性的影响54-57
• 4.3.2 不同的挤压速度对变形均匀性的影响57-62
• 4.4 底部收口阶段数值模拟分析62-71
• 4.4.1 不同挤压温度对变形均匀性的影响63-66
• 4.4.2 不同挤压速度对变形均匀性的影响66-70
• 4.4.3 预留底厚对变形均匀性的影响70-71
• 4.5 小结71-73
• 第五章 径向扩-收控制挤压成形实验73-79
• 5.1 工艺制定73-74
• 5.2 实验条件和性能测试74-76
• 5.2.1 实验条件74-75
• 5.2.2 性能测试75-76
• 5.3 实验结果及分析76-78
• 5.4 本章小结78-79
• 结论79-80
• 参考文献80-84
• 攻读硕士学位期间发表的论文84-85
• 致谢85-86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李冬勤;徐磊;黄兴民;戴光泽;;7A04铝合金动态再结晶的临界应变研究[J];材料工程;2013年04期

2 肖艳红;郭成;郭小艳;;7A04铝合金热变形过程微观组织演变[J];塑性工程学报;2012年03期

3 刘克威;胡开元;曹凤红;宋黎;;7075铝合金热压缩过程中最大损伤值的数值模拟[J];热加工工艺;2012年08期

4 李新凯;张治民;张春雨;孟模;;反挤压直筒的省力研究[J];热加工工艺;2012年01期

5 易幼平;刘超;黄始全;;基于DEFORM-3D的7050铝合金动态再结晶元胞自动机模拟[J];中南大学学报(自然科学版);2010年05期

6 程俊伟;刘长红;冯宪章;夏巨谌;;铝合金深杯形零件精密模锻成形技术的研究[J];热加工工艺;2010年17期

7 王强;张治民;;空心坯料反挤压省力成形方法及应用研究[J];塑性工程学报;2010年03期

8 张渝;周杰;胡启国;;射孔弹壳体冷挤压工艺分析及有限元模拟[J];热加工工艺;2010年01期

9 路国祥;陈体军;郝远;;镁合金等通道转角挤压(ECAP)技术的研究和展望[J];材料导报;2008年04期

10 管婧;王广春;赵国群;;基于有限元灵敏度分析的锻造成形微观组织优化设计[J];塑性工程学报;2007年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 白蕊;AZ80镁合金杯形件旋转挤压成形研究[D];中北大学;2015年

2 吴昊;高温合金叶片挤压工艺过程模拟及模具结构优化[D];东北大学;2014年

3 孙鹏;喷射成形超高强铝合金筒形件反挤压模拟与试验研究[D];北京有色金属研究总院;2014年

4 宋春艳;300M飞机起落架外筒锻件生产过程中关键技术研究[D];燕山大学;2014年

5 陆国桢;镁合金轮毂扩—收挤压近均匀成形技术研究[D];中北大学;2014年

6 黄龙;大型铝合金壳体锻件成形均匀性控制研究[D];重庆大学;2014年

7 林伟强;基于Deform金属锻造和热处理的晶粒度分析及组织遗传研究[D];华南理工大学;2012年

8 白建昌;蚁群算法在锻造过程预成形优化设计中的应用[D];山东大学;2010年

，

本文编号：857553