阀体多向模锻成形中的力能参数与温度场研究

发布时间：2023-03-19 18:57

　　阀体类锻件是采油(气)生产设备中的重要连接件,其力学性能和耐腐蚀性能要求较高。多向模锻技术用于阀体类锻件生产,可在提高材料利用率、生产效率的同时,保证金属流线的完整性。本文采用数值模拟和实验相结合的方法针对阀体类锻件多向模锻锻造中的力能参数和温度场进行了研究。本文应用DEFORM-3D对带内孔和不带内孔的阀体锻件多向模锻成形过程进行了数值模拟,分析了成形过程中成形力、胀模力和锻件及模具温度场的演化规律。研究了高径比、冲孔内径、侧凸台直径、成形速度和分模方式对成形过程中成形力及胀模力,以及锻造结束时模具、锻件温度场的影响。本文设计制备了具有不同侧凸台直径尺寸的组合式多向模锻实验装置,通过预应力拉杆结构实现分瓣组合式凹模的预紧。在5MN液压机上,进行了阀体多向模锻成形的铅模拟实验,对不同高径比下锻件成形过程中进行了测试,通过自制压力传感器获得了成形力随冲程的变化曲线,通过测定预应力拉杆拉力获得了胀模力随冲程的变化曲线。实验测试结果与数值模拟计算结果吻和良好。本文针对多向模锻过程中主冲头的温度偏高的问题,研究了在主冲头中设置冷却水道对冲头温度场影响。应用STAR CCM+流体分析软件对冷却水...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 多向模锻技术发展概况
        1.1.1 多向模锻原理及工艺特点
        1.1.2 国内外多向模锻技术发展现状
    1.2 多向模锻力能参数研究
        1.2.1 多向模锻成形力研究
        1.2.2 多向模锻胀模力研究
    1.3 模具冷却系统研究
    1.4 本文研究内容
第2章 阀体多向模锻成形过程数值模拟分析
    2.1 有限元模型的建立
        2.1.1 几何模型的建立
        2.1.2 材料模型的建立
        2.1.3 边界条件的设置
    2.2 模拟结果分析
        2.2.1 成形过程分析
        2.2.2 温度场分析
        2.2.3 力能参数分析
    2.3 本章小结
第3章 阀体成形中力能参数和温度场的影响因素研究
    3.1 高径比对力能参数和温度场影响的研究
        3.1.1 高径比对成形力的影响
        3.1.2 高径比对胀模力的影响
        3.1.3 高径比对胀模力/成形力的影响
        3.1.4 高径比对温度场的影响
    3.2 冲孔内径对力能参数和温度场影响的研究
        3.2.1 冲孔内径对成形力的影响
        3.2.2 冲孔内径对胀模力的影响
        3.2.3 冲孔内径对成形力/胀模力的影响
        3.2.4 冲孔内径对温度场的影响
    3.3 侧凸台直径对力能参数和温度场影响的研究
        3.3.1 侧凸台直径对成形力的影响
        3.3.2 侧凸台直径对胀模力的影响
        3.3.3 侧凸台直径对胀模力/成形力的影响
        3.3.4 侧凸台直径对温度场的影响
    3.4 成形速度对力能参数和温度场影响的研究
        3.4.1 成形速度对成形力的影响
        3.4.2 成形速度对胀模力的影响
        3.4.3 成形速度对成形力/胀模力的影响
        3.4.4 成形速度对温度场的影响
    3.5 分模方式对力能参数影响的研究
        3.5.1 分模方式对胀模力的影响
        3.5.2 分模方式对成形力/胀模力的影响
    3.6 本章小结
第4章 阀体多向模锻成形中力能参数的实验研究
    4.1 实验装置与测试系统
        4.1.1 实验装置
        4.1.2 测试系统
    4.2 实验过程
    4.3 实验结果与分析
    4.4 本章小结
第5章 阀体多向模锻模具的温度场研究
    5.1 模具冷却系统中对流换热系数的确定
        5.1.1 热传导中的边界条件
        5.1.2 冲头时均热流密度的计算
        5.1.3 模具冷却系统模型的建立
        5.1.4 结果分析
    5.2 模具耦合温度场分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：3765776