【摘要】： 近年來(lái)采用有限元技術(shù)對(duì)金屬體積成形過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬得到了廣泛的應(yīng)用,但在用有限元模擬金屬體積成形過(guò)程時(shí),工件與模具摩擦邊界條件的處理,一直被認(rèn)為是一個(gè)難點(diǎn),常常是通過(guò)一系列簡(jiǎn)化來(lái)處理,常用的方法有常摩擦模型和反正切摩擦模型。而在實(shí)際成形過(guò)程中,摩擦的狀態(tài)是不斷變化的,因此,摩擦問(wèn)題是影響有限元分析精度的一個(gè)重要因素。 本文對(duì)金屬體積成形摩擦的特點(diǎn)和主要影響因素進(jìn)行了分析,在反正切摩擦模型的基礎(chǔ)上建立了基于成形溫度、單位壓力和變形程度等多因素變化的體積成形過(guò)程摩擦模型,可以充分地考慮體積成形中速度、溫度、單位壓力和變形程度對(duì)界面的影響。采用提出的摩擦模型,對(duì)體積成形商業(yè)軟件MSC.SuperForm進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā),使MSC.SuperForm對(duì)體積成形過(guò)程的分析具備考慮速度、溫度、單位壓力和變形程度等邊界條件的影響。 采用二次開(kāi)發(fā)MSC.SuperForm軟件,對(duì)純鋁圓環(huán)鐓粗和高溫合金GH4169管材擠壓過(guò)程進(jìn)行了熱力耦合數(shù)值模擬,比較了采用本文提出的多因素摩擦模型和常摩擦模型對(duì)圓環(huán)鐓粗和管材擠壓過(guò)程變形行為的影響,通過(guò)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較,驗(yàn)證了本文的摩擦模型及其參數(shù)值的正確性,也說(shuō)明了多因素摩擦模型提高了有限元模擬的精度。在此基礎(chǔ)上,對(duì)GH4169合金盤(pán)形件的成形過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,揭示了等溫成型過(guò)程中金屬的流動(dòng)規(guī)律及鍛件內(nèi)部等效應(yīng)變的分布規(guī)律。
【圖文】：

1 Wanheim-Bay摩擦模型中的摩擦應(yīng)力與法向壓力和摩擦系數(shù)的im 和 Bay 發(fā)現(xiàn)接觸面積會(huì)隨著壓力的增加而增加，然而改變。該模型和 Shaw 等人的模型考慮了低壓時(shí)常摩擦力之間更加平滑的過(guò)渡。這些模型的物理基礎(chǔ)是當(dāng)實(shí)際，單個(gè)微凸體周?chē)乃苄宰冃螀^(qū)域發(fā)生融合和干涉。其接近外觀面積時(shí)，有效硬度迅速增加，以致于完全的接從摩擦力學(xué)的角度研究溫鍛溫度范圍內(nèi)摩擦的特點(diǎn)及模anheim-Bay模型frσ =mα ktr描述溫鍛成形接觸面上的摩成形摩擦有限元通用分析模型，在此基礎(chǔ)上建立了 08F鍛成形摩擦有限元分析模型[13]。 Tan利用AA6082 鐓粗試驗(yàn)測(cè)量摩擦面積比和法向壓力。5 種摩擦模型建立了模型的標(biāo)定曲線，并將其與試驗(yàn)結(jié)的摩擦模型是：庫(kù)侖摩擦模型、常摩擦模型、一般摩擦模型和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Σ聊Ｐ偷取? 種摩擦模型有限元分析摩擦驗(yàn)結(jié)果之間表現(xiàn)出極好的一致性。Xincai Tan認(rèn)為摩擦

1.1 摩擦和潤(rùn)滑摩擦和潤(rùn)滑對(duì)于金屬成形是至關(guān)重要的，，在大多數(shù)情況下，減小摩擦是有的，因?yàn)樗鼫p小了加工所需要的力和能量。減少在工具上施加的應(yīng)力并預(yù)防屬和金屬的直接接觸，從而延長(zhǎng)工具壽命，改善質(zhì)量控制。由于工具的約束充分，潤(rùn)滑劑膜太厚也會(huì)導(dǎo)致表面無(wú)光澤。因此，認(rèn)真設(shè)計(jì)潤(rùn)滑系統(tǒng)以獲得當(dāng)程度的摩擦對(duì)于金屬成形是至關(guān)重要的。在金屬成形過(guò)程中，工具/工件界面主要有四種潤(rùn)滑狀態(tài)：厚膜、薄膜、合膜和邊界潤(rùn)滑（如圖 2-1 所示）。a) 厚膜 b) 薄膜
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類(lèi)號(hào)】：TH117

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 黃艷偉;王忠金;;基于MSC.SuperForm的金屬體積成形數(shù)值模擬摩擦模型的二次開(kāi)發(fā)[J];鍛壓技術(shù);2012年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王會(huì)中;紫銅管旋沖縮口成形加工的數(shù)值模擬與仿真[D];電子科技大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2664641