隨著我國高鐵和汽車國內(nèi)外市場的普及化,車用軸類件、球類件的需求量逐年增長。楔橫軋工藝具有高效、節(jié)能和節(jié)材等優(yōu)勢,通常用于軸類件、球類件的毛坯成形。每年國內(nèi)約85%的軸類件、球類件是依托楔橫軋技術(shù)生產(chǎn)。但受成形條件限制,楔橫軋軋件心部極易產(chǎn)生空洞缺陷,削弱了軋件的力學性能,甚至會引起楔橫軋產(chǎn)品直接報廢,在一定程度上制約著我國楔橫軋技術(shù)的發(fā)展。因此,開展消除軋件內(nèi)部缺陷的研究,對于提高楔橫軋產(chǎn)品質(zhì)量和楔橫軋技術(shù)的推廣具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。為了提高楔橫軋件的心部質(zhì)量,本文提出了浮壓法,即利用高溫高壓氣體壓實楔橫軋軋件內(nèi)部的空洞。首先建立了浮壓法壓實楔橫軋軋件內(nèi)部空洞的力學模型,推導(dǎo)了工藝參數(shù)、軋件形位參數(shù)與金屬流變之間的關(guān)系式。然后,運用DEFORM-3D有限元軟件,通過單因素分析法,得到了工藝參數(shù)、形位參數(shù)對軋件外形尺寸和內(nèi)部空洞變形的影響規(guī)律,驗證了力學模型的正確性。在此基礎(chǔ)上對空洞閉合時軋件內(nèi)部應(yīng)力場、金屬流動規(guī)律以及微觀組織演變規(guī)律進行分析,闡明了空洞的閉合機理。由于等效應(yīng)力決定著空洞能否被焊合,探究各影響因素與軋件心部等效應(yīng)力之間的關(guān)系至關(guān)重要,因此采用試驗次數(shù)較少的均...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 楔橫軋簡介
    1.2 楔橫軋軋件內(nèi)部的缺陷
    1.3 楔橫軋軋件內(nèi)部缺陷的研究現(xiàn)狀
    1.4 課題的來源及研究意義
        1.4.1 課題的來源
        1.4.2 課題提出及研究意義
        1.4.3 浮壓法性價比分析
    1.5 浮壓法實施的關(guān)鍵及路線
        1.5.1 浮壓法實施的關(guān)鍵
        1.5.2 實施的路線
    1.6 課題技術(shù)路線及研究內(nèi)容
        1.6.1 研究內(nèi)容
        1.6.2 技術(shù)路線
    1.7 本章小結(jié)
2 軋件內(nèi)部空洞閉合的力學模型及有限元建模
    2.1 引言
    2.2 軋件內(nèi)部空洞閉合的力學模型
        2.2.1 空洞附近金屬受力分析
        2.2.2 空洞閉合的條件
    2.3 材料模型
        2.3.1 本構(gòu)方程
        2.3.2 動態(tài)再結(jié)晶模型
    2.4 有限元模型建立
        2.4.1 模型簡化及假設(shè)
        2.4.2 浮壓法壓實軸件內(nèi)部空洞的有限元模型
        2.4.3 浮壓法壓實鋼球內(nèi)部空洞的有限元模型
    2.5 本章小結(jié)
3 楔橫軋軋件內(nèi)部空洞閉合的機理研究
    3.1 引言
    3.2 軸件內(nèi)部空洞閉合的機理分析
        3.2.1 軸件內(nèi)部空洞變形規(guī)律分析
        3.2.2 軸件內(nèi)部金屬流動規(guī)律分析
        3.2.3 軸件內(nèi)部應(yīng)力場分析
        3.2.4 軸件內(nèi)部溫度場分析
        3.2.5 微觀組織演變規(guī)律分析
    3.3 鋼球內(nèi)部空洞閉合的機理分析
        3.3.1 鋼球內(nèi)部空洞變形規(guī)律分析
        3.3.2 鋼球內(nèi)部金屬流動規(guī)律分析
        3.3.3 鋼球內(nèi)部應(yīng)力場分析
        3.3.4 鋼球內(nèi)部溫度場分析
        3.3.5 微觀組織演變規(guī)律分析
    3.4 本章小結(jié)
4 外形尺寸對浮壓法壓實軋件的影響
    4.1 引言
    4.2 長徑比對軸件外形和空洞閉合的影響
        4.2.1 研究方案
        4.2.2 軸件直徑對其外形和空洞閉合的影響
        4.2.3 軸件長度對其外形和空洞閉合的影響
    4.3 直徑對鋼球外形和空洞閉合的影響
        4.3.1 研究方案
        4.3.2 鋼球直徑對其外形的影響
        4.3.3 鋼球直徑對空洞閉合的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 空洞形位參數(shù)對軋件外形和空洞閉合的影響
    5.1 引言
    5.2 空洞形位參數(shù)對軸件外形和空洞閉合的影響
        5.2.1 空洞形狀對軸件壓實的影響
        5.2.2 空洞徑向位置對軸件壓實的影響
        5.2.3 空洞軸向位置對軸件壓實的影響
        5.2.4 空洞數(shù)量對軸件壓實的影響
    5.3 空洞形位參數(shù)對鋼球壓實的影響
        5.3.1 空洞形狀對鋼球壓實的影響
        5.3.2 空洞位置對鋼球壓實的影響
        5.3.3 空洞數(shù)量對鋼球壓實的影響
    5.4 本章小結(jié)
6 工藝參數(shù)對軋件芯部應(yīng)力的影響及最小參數(shù)預(yù)測
    6.1 引言
    6.2 溫度對軋件芯部應(yīng)力的影響
        6.2.1 溫度對軸件芯部應(yīng)力的影響
        6.2.2 溫度對鋼球芯部應(yīng)力的影響
    6.3 氣壓對軋件芯部應(yīng)力的影響
        6.3.1 氣壓對軸件芯部應(yīng)力的影響
        6.3.2 氣壓對鋼球芯部應(yīng)力的影響
    6.4 基于均勻試驗設(shè)計方法預(yù)測最小氣壓
        6.4.1 均勻試驗設(shè)計方法簡介
        6.4.2 壓實軸件內(nèi)部空洞的最小氣壓預(yù)測
        6.4.3 壓實鋼球內(nèi)部空洞的最小氣壓預(yù)測
    6.5 本章小結(jié)
7 浮壓法壓實楔橫軋軋件內(nèi)部空洞的實驗研究
    7.1 實驗方案
        7.1.1 研究對象
        7.1.2 實驗準備
    7.2 浮壓法實驗
    7.3 試件壓實程度分析
        7.3.1 試件外形尺寸測量
        7.3.2 空洞閉合程度分析
        7.3.3 試件芯部金相分析
    7.4 試件力學性能測試
        7.4.1 表面硬度測量
        7.4.2 抗拉強度分析
    7.5 本章小結(jié)
8 總結(jié)與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 創(chuàng)新點
    8.3 展望
參考文獻
在學研究成果
致謝



本文編號：3735695