閥體類鍛件是采油(氣)生產設備中的重要連接件,其力學性能和耐腐蝕性能要求較高。多向模鍛技術用于閥體類鍛件生產,可在提高材料利用率、生產效率的同時,保證金屬流線的完整性。本文采用數值模擬和實驗相結合的方法針對閥體類鍛件多向模鍛鍛造中的力能參數和溫度場進行了研究。本文應用DEFORM-3D對帶內孔和不帶內孔的閥體鍛件多向模鍛成形過程進行了數值模擬,分析了成形過程中成形力、脹模力和鍛件及模具溫度場的演化規(guī)律。研究了高徑比、沖孔內徑、側凸臺直徑、成形速度和分模方式對成形過程中成形力及脹模力,以及鍛造結束時模具、鍛件溫度場的影響。本文設計制備了具有不同側凸臺直徑尺寸的組合式多向模鍛實驗裝置,通過預應力拉桿結構實現(xiàn)分瓣組合式凹模的預緊。在5MN液壓機上,進行了閥體多向模鍛成形的鉛模擬實驗,對不同高徑比下鍛件成形過程中進行了測試,通過自制壓力傳感器獲得了成形力隨沖程的變化曲線,通過測定預應力拉桿拉力獲得了脹模力隨沖程的變化曲線。實驗測試結果與數值模擬計算結果吻和良好。本文針對多向模鍛過程中主沖頭的溫度偏高的問題,研究了在主沖頭中設置冷卻水道對沖頭溫度場影響。應用STAR CCM+流體分析軟件對冷卻水...

【文章頁數】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 多向模鍛技術發(fā)展概況
        1.1.1 多向模鍛原理及工藝特點
        1.1.2 國內外多向模鍛技術發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 多向模鍛力能參數研究
        1.2.1 多向模鍛成形力研究
        1.2.2 多向模鍛脹模力研究
    1.3 模具冷卻系統(tǒng)研究
    1.4 本文研究內容
第2章 閥體多向模鍛成形過程數值模擬分析
    2.1 有限元模型的建立
        2.1.1 幾何模型的建立
        2.1.2 材料模型的建立
        2.1.3 邊界條件的設置
    2.2 模擬結果分析
        2.2.1 成形過程分析
        2.2.2 溫度場分析
        2.2.3 力能參數分析
    2.3 本章小結
第3章 閥體成形中力能參數和溫度場的影響因素研究
    3.1 高徑比對力能參數和溫度場影響的研究
        3.1.1 高徑比對成形力的影響
        3.1.2 高徑比對脹模力的影響
        3.1.3 高徑比對脹模力/成形力的影響
        3.1.4 高徑比對溫度場的影響
    3.2 沖孔內徑對力能參數和溫度場影響的研究
        3.2.1 沖孔內徑對成形力的影響
        3.2.2 沖孔內徑對脹模力的影響
        3.2.3 沖孔內徑對成形力/脹模力的影響
        3.2.4 沖孔內徑對溫度場的影響
    3.3 側凸臺直徑對力能參數和溫度場影響的研究
        3.3.1 側凸臺直徑對成形力的影響
        3.3.2 側凸臺直徑對脹模力的影響
        3.3.3 側凸臺直徑對脹模力/成形力的影響
        3.3.4 側凸臺直徑對溫度場的影響
    3.4 成形速度對力能參數和溫度場影響的研究
        3.4.1 成形速度對成形力的影響
        3.4.2 成形速度對脹模力的影響
        3.4.3 成形速度對成形力/脹模力的影響
        3.4.4 成形速度對溫度場的影響
    3.5 分模方式對力能參數影響的研究
        3.5.1 分模方式對脹模力的影響
        3.5.2 分模方式對成形力/脹模力的影響
    3.6 本章小結
第4章 閥體多向模鍛成形中力能參數的實驗研究
    4.1 實驗裝置與測試系統(tǒng)
        4.1.1 實驗裝置
        4.1.2 測試系統(tǒng)
    4.2 實驗過程
    4.3 實驗結果與分析
    4.4 本章小結
第5章 閥體多向模鍛模具的溫度場研究
    5.1 模具冷卻系統(tǒng)中對流換熱系數的確定
        5.1.1 熱傳導中的邊界條件
        5.1.2 沖頭時均熱流密度的計算
        5.1.3 模具冷卻系統(tǒng)模型的建立
        5.1.4 結果分析
    5.2 模具耦合溫度場分析
    5.3 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝



本文編號：3765776