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锻件内部空洞缺陷闭合的研究

作　者: 王勇
导　师: 李永华
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 空洞闭合数值模拟镦粗物理模拟
分类号: TG316
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本文采用数值模拟和物理模拟相结合的方法对锻件内部空洞的闭合过程进行了研究。研究结果深化了对这一问题的认识,对于采用合理的工艺方法消除锻件内部空洞缺陷具有一定的参考价值。数值模拟采用MSC.SuperForm有限元模拟软件,对45号钢圆柱体锻件的镦粗过程进行了模拟研究。通过模拟平砧镦粗无空洞圆柱体,给出了锻件内部应力、应变分布情况,以及高径比、摩擦系数对锻件内部应力的影响规律;通过模拟平砧镦粗带空洞的圆柱体,模拟结果表明:空洞形状的变化过程为球形→椭球形→裂缝,最终空洞闭合,高径比、摩擦系数是影响空洞闭合的主要因素;根据数值模拟结果,得出了空洞闭合临界压下率的计算公式,该公式反映了各主要因素对空洞闭合的影响规律。对于球形砧镦粗新工艺,通过模拟球形砧镦粗无空洞圆柱体,得到了圆柱体内应力、应变的分布情况,表明球形砧镦粗新工艺能克服变形体内部变形不均匀和应力状态不佳等缺陷;通过模拟球形砧镦粗带空洞圆柱体,得出了高径比、凸面度对空洞闭合的影响规律;位于端面附近的空洞,球形砧镦粗的闭合效果比平砧镦粗的效果好。物理模拟以聚碳酸酯为原料,通过人工的方法在圆柱体心部生成空洞,对试件进行了镦粗实验,直接观察了空洞的闭合过程;与相同尺寸的有限元模型的数值模拟结果进行了对比分析,验证了数值模拟的合理性。

锻件内部空洞缺陷闭合的研究

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