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《华中科技大学》 2006年
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异形截面环件毛坯结构优化设计及轧制过程计算机仿真

袁海伦  
【摘要】: 本文针对环件轧制动态三维仿真的一些关键技术问题开展研究,建立了RAW200/160-5大型数控径轴向轧环机的整体有限元模型,实现了矩形截面环件、斜L形异形截面环件和两种不同孔型法兰环件轧制生产全过程的动态仿真,并与实际生产过程进行了比较,取得了许多创造性的研究成果。主要研究内容包括: (1)研究了环件轧制塑性成形金属流动规律,推导了金属材料的弹塑性本构关系,建立了采用差分积分方法求解微分方程的显式动力数值计算格式。 (2)基于ANSYS/LS_DYNA有限元软件建立了RAW200/160-5大型数控径轴向轧环机的整体有限元模型,开发了环件轧制过程的控制模块,详细研究和分析了计算仿真过程中的一些关键技术。 (3)模拟了一个生产周期内矩形截面环件、斜L形异形截面环件和两种不同孔型法兰环件轧制生产全过程,实时观测环件在轧制过程中成形和缺陷生成的动态过程,绘制了不同时刻环件节点的位移、应力、应变、速度云图,结合计算结果对毛坯结构尺寸、主辊转速、芯辊进给、锥辊进给等各个轧制工艺进行了比较分析,指出了毛坯结构和轧制工艺对环件成形效果的影响,得到了不同截面环件轧制成形的优化毛坯结构参数和轧制工艺参数。 (4)通过进一步研究,提出了环件轧制工艺优化算法的基本思路框架。考虑到大多数材料体积成形时,弹性变形量较小,可以将材料视为刚塑性体,因此基于DEFORM刚塑性有限元软件,对矩形截面环件进行了有限元数值模拟,通过对比检验弹塑性有限元方法的不足。 (5)根据数值模拟结果,对采用RAW200/160-5大型数控径轴向轧环机轧制斜L形壳体零件的生产工艺进行了设计,并将实际生产过程与模拟结果进行了比较。 本文基于通用有限元软件,开展了环件轧制动态三维过程的仿真技术研究,并通过不同截面环件的模拟和分析证实方法的有效性,以实现环件轧制毛坯结构参数和轧制工艺参数等的计算机辅助设计,这对于提升环件轧制技术水平,降低生产成本,提高产品质量,具有重要的意义。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG335.1

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 肖旻;束学道;;坯料形状对轧制成形高颈法兰影响分析[J];热加工工艺;2010年23期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 帅美荣;钛合金棒材三辊热连轧过程变形机理与技术研究[D];太原科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 曾旭东;大型内台阶环件径轴向轧制成形技术基础研究[D];武汉理工大学;2012年
2 肖旻;高颈法兰封闭轧制成形关键技术研究[D];宁波大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 许思广;姚开云;郭希学;连家创;;几种不同截面形状的环件轧制有限元分析[J];锻压技术;1993年02期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 周向阳;;炸药在土壤内部爆炸作用的数值分析[J];爆破器材;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 余志祥;高速铁路大型客站建筑风荷载及流固耦合作用研究[D];西南交通大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 端木凡峰;液罐车罐体有限元仿真分析及研究[D];新疆农业大学;2010年
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10 闫素倩;圆柱滚子轴承内圈冷辗扩过程中的变形规律研究[D];河南科技大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张淑莲;何养民;李忠周;;超大直径铝合金环形件轧制工艺研究[J];兵器材料科学与工程;2007年05期
2 华林,赵仲治;环件轧制的极限参数[J];兵器材料科学与工程;1994年06期
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10 许思广;连家创;姚开云;赵东海;许大才;;环件轧制应变分布的实验研究[J];锻压技术;1991年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王泽武;环件虚拟轧制技术及过程优化研究[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 束学道;肖旻;孙宝寿;彭文飞;;高颈法兰封闭轧制毛坯设计及工艺参数优化[J];北京科技大学学报;2012年11期
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 肖旻;高颈法兰封闭轧制成形关键技术研究[D];宁波大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 解春雷,李尚健,郭正华,黄树槐;动态有限元模拟与环轧控制策略[J];锻压机械;1998年06期
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9 许思广,曹起骧,连家创,姚开云,郭希学;环件轧制的热刚塑性耦合有限元分析[J];机械工程学报;1994年02期
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【相似文献】
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1 王泽武;;航空发动机环形锻件成形制造过程有限元仿真[J];航空制造技术;2009年20期
2 袁海伦;王泽武;曾青;;环件轧制过程三维动态数值模拟[J];重型机械;2006年02期
3 华林,赵仲治;环件轧制的极限参数[J];兵器材料科学与工程;1994年06期
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7 华林,梅雪松,吴序堂;环件轧制运动学规律和参数[J];热加工工艺;1998年02期
8 张淑莲;何养民;杨大祥;李忠周;荆云海;王旭;;5m径-轴向数控轧环机主要参数的确定[J];重型机械;2007年02期
9 许思广,曹起骧,连家创;环件轧制中晶粒变化的计算机模拟[J];塑性工程学报;1994年02期
10 华林;;环件轧制极限条件[J];大型铸锻件;1993年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 林祥;尹宝树;杨德周;;波浪在波流相互作用中对底应力及流速的影响研究[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
2 陈可锋;季小强;李鑫;;海平面上升对江苏沿海潮波影响研究[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
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9 吴迪;张建红;王静;雷明凯;宫野;;强流脉冲离子束辐照混合双层靶的数值研究[A];第九届真空冶金与表面工程学术会议论文摘要集[C];2009年
10 张俊兵;傅洪贤;李克民;;高台阶抛掷爆破爆堆形态的模拟[A];中国爆破新技术Ⅱ[C];2008年
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1 袁海伦;异形截面环件毛坯结构优化设计及轧制过程计算机仿真[D];华中科技大学;2006年
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4 何志伟;复合期权与路径相关期权定价理论模型、数值模拟及应用研究[D];华中科技大学;2005年
5 郭永红;超细粉再燃低NO_x燃烧技术的数值模拟与实验研究[D];华北电力大学(北京);2006年
6 胡国权;淮河试验时期的能量与水份循环研究[D];中国气象科学研究院;2001年
7 吴一红;管阵流体弹性不稳定性研究及流体诱发振动数值模拟[D];清华大学;1991年
8 陈黎明;电弧加热发动机的设计与研究[D];清华大学;2002年
9 肖金花;波纹管传热强化及其轴向承载能力研究[D];北京化工大学;2006年
10 周素云;激光等离子体中有着自生磁场的密度通道的分析研究[D];南昌大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩星会;内台阶锥形环件轧制工艺与设备研究[D];武汉理工大学;2006年
2 魏浡;基于组态技术的立式轧环机测控系统研究[D];武汉理工大学;2012年
3 赵美荣;环件辗轧工艺有限元模拟与优化[D];太原理工大学;2005年
4 田琛琛;双球面截面环件轧制成形规律研究[D];武汉理工大学;2010年
5 张渤涛;复杂形状汽车覆盖件成形过程数值仿真模式的研究[D];山东大学;2005年
6 孙明新;起重机臂架受力状态模拟[D];山东大学;2005年
7 邱田金;日照港岚山港区30万吨原油码头工程潮流数值模拟及泥沙淤积分析[D];中国海洋大学;2005年
8 张皓光;轴向间隙引气对多级轴流压气机性能及流场影响的数值模拟[D];西北工业大学;2006年
9 李建平;超燃冲压发动机尾喷管设计及性能研究[D];西北工业大学;2006年
10 刘冰;高强混凝土试验及破坏过程模拟[D];河海大学;2006年
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