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《机械科学研究总院》 2008年
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楔横轧三维变形的数值模拟研究及内部缺陷预防

刘桂华  
【摘要】: 阶梯轴类锻件在工业生产中有着广泛的应用。随着制造业的快速发展,楔横轧成形技术越来越受到重视,其应用领域也在不断扩展。本文的研究工作针对楔横轧工艺应用中的关键问题,应用大型商品化软件对楔横轧三维变形过程进行数值模拟研究,对轧件内部缺陷产生的机理及预防进行深入探讨。 采用DEFORM-3D有限元模拟软件,对楔横轧变形过程进行了三维数值模拟,分析了成形过程中轧件内部材料与流动规律有关的速度场和位移场,各阶段应力场、应变场的分布状况,模具载荷的变化情况以及轧件变形区的接触特点,并用光塑性物理实验结果进行了验证,确定了数值模拟方法研究楔横轧的有效性。 研究了变形温度、变形速度和应力状态对楔横轧成形过程中轧件内部塑性的影响。得到了轧件心部材料的受力状态为两向拉应力,一向压应力;轧件心部材料的应变状态为两向拉伸变形,一向压缩变形。指出在楔横轧成形过程中,变形温度和变形速率的变化不大,对轧件心部的塑性影响较小,轧件心部的受力和变形状态降低了轧件的塑性成形能力,是导致轧件心部破坏的内在原因。 分析了现有的韧性破坏准则,结合楔横轧变形特点、受力状态及内部缺陷产生的主导因素,选定了一种能够较好适用于分析楔横轧内部韧性损伤的破坏准则。应用这一准则得到了轧件内部损伤分布及其变化特点,研究了变形参数和变形量分配对轧件内部损伤的影响,确定了预防轧件内部疏松缺陷的工艺设计及变形量分配原则,应用于实际生产中的工艺模具设计,收到了较好的效果。
【学位授予单位】:机械科学研究总院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TG335

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【引证文献】
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1 朱艳春;曾卫东;冯菲;孙宇;周义刚;;数值模拟技术及其在塑性成形缺陷预测中的应用[J];材料导报;2010年23期
2 崔丽华;王宝雨;崔丽霞;胡正寰;;楔横轧加工铝合金内部损伤的研究[J];机械设计与制造;2011年09期
3 崔丽华;王宝雨;崔丽霞;胡正寰;;楔横轧技术用于铝合金加工的研究[J];铝加工;2010年04期
4 郭永强;任伟伟;徐春国;周鹤;丁俊;;输出轴楔横轧成形空心缺陷的研究[J];精密成形工程;2012年04期
5 肖川;周杰;向东;贾智;;楔横轧制坯工艺中堆料缺陷形成机理研究及对策[J];热加工工艺;2011年23期
6 陶新刚;徐春国;刘桂华;;楔横轧韧性损伤模型中Zener-Hollomon参数的确定[J];塑性工程学报;2011年01期
7 江洋;王宝雨;;芯棒对楔横轧厚壁空心轴成形质量及轧制力的影响[J];塑性工程学报;2012年06期
8 杨永明;肖斌;赵军;;颚式破碎机偏心轴楔横轧成形可行性研究[J];热加工工艺;2013年15期
9 孙一平;陈治宇;陈家兑;;冷拉伸滚压塑性成形轧制力计算[J];现代机械;2013年01期
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1 张庆恒;轴类零件轧制有限元数值模拟[D];河北工程大学;2010年
2 张乃伟;楔横轧轴类零件成型过程研究[D];河北工程大学;2011年
3 李文超;轴类件楔横轧成形表面缺陷的研究[D];吉林大学;2010年
4 魏新红;楔横轧轴类件端部轧制质量研究[D];宁波大学;2012年
5 李鹏飞;轴类零件轧制成型数值仿真研究[D];河北工程大学;2012年
6 祁鹏飞;筒形件热冲压工艺数值模拟及试验研究[D];机械科学研究总院;2013年
【参考文献】
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1 周纪华,管克智,刘玠,刘文仲;热轧碳钢流动应力的数学模型[J];北京科技大学学报;1991年01期
2 李胜祗,孙中建,李连诗;实心坯二辊斜轧过程三维热-力耦合分析[J];北京科技大学学报;2000年01期
3 杨海波,张立杰,马国华,胡正寰;斜轧零件应力应变特征与内部低周疲劳损伤机制[J];北京科技大学学报;2003年06期
4 张治民,方敏;60Si2Mn温变形力学行为研究[J];材料科学与工艺;1998年01期
5 张庆生;;国外楔横轧情况及工艺参数[J];锻压技术;1979年03期
6 马振海 ,杨翠苹 ,胡正寰;楔横轧轧件端头凹心影响因素的研究[J];锻压技术;2002年01期
7 张涛 ,李文平,林刚;金属管材冷旋压成形过程的三维有限元数值模拟[J];锻压技术;2003年02期
8 曹芳,杨翠苹,张康生,胡正寰;交变次数对楔横轧心部疏松的影响[J];锻压技术;2005年04期
9 洪深泽,胡积威,陈建学;金属成形过程的刚塑性有限元数值模拟[J];合肥工业大学学报(自然科学版);1995年01期
10 李德群;塑性加工技术发展状况及趋势[J];航空制造技术;2000年03期
【共引文献】
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1 汪斌华,郭刚,于杰,涂铭旌;PC/ABS共混物的仪表冲击试验研究[J];工程塑料应用;2003年06期
2 梁建国,湛华;挑梁根部设钢筋混凝土柱时设计计算方法[J];四川建筑科学研究;2001年04期
3 李扬,高日,晏景通;自重对索网结构找形的影响[J];四川建筑科学研究;2003年02期
4 王凤武,楼梦麟,徐人平,张立翔,王时越;混凝土单轴受压强度可靠度与置信度研究[J];四川建筑科学研究;2004年02期
5 段凯,杨新华,杨文兵;用ANSYS软件计算桥梁结构的温度应力[J];四川建筑科学研究;2005年03期
6 马杰,侯景军,何英明;昆明某大厦纠偏的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年04期
7 薛松涛;张茂雨;谢丽宇;陈镕;王远功;;在地震波作用下地下连续墙的动力响应[J];四川建筑科学研究;2005年06期
8 黄怡;王元清;石永久;;框架—支撑钢结构抗震性能的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年06期
9 孙建运;李国强;;动力荷载作用下固体材料本构模型研究的进展[J];四川建筑科学研究;2006年05期
10 陈辉;袁海庆;李盛;刘文龙;高翔;;温度作用对钢筒仓结构影响的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2006年06期
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1 陈彦北;陆建;倪晓武;;激光作用金属板材塑性损伤的判定[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
2 王宝雨;胡正寰;张宁;;钢材深加工——零件轧制成形技术[A];第十四届中国科协年会第8分会场:钢材深加工研讨会论文集[C];2012年
3 李辉;孙利平;雷龙;;板簧支架动态外载的计算和疲劳分析[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
4 朱丽红;;35CrMo大锻件多拐曲轴质量控制[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
5 欧阳玉平;洪添胜;文韬;孙同彪;;基于ANSYS的太阳能自动跟踪机构仿真及实验分析[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 李宝霞;晏小兵;王亚光;;UNS No4400合金管材热处理温度与组织、性能关系探究[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
7 汤安民;刘天鹏;;韧性材料断裂形式与J准则存在的问题[A];第十二届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2004年
8 宋凤梅;张建泉;刘峰;;激光辐照柱壳温升的有限元计算[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
9 谢素明;李晓峰;兆文忠;李娅娜;;CAE建模与工程验证[A];首届中国CAE工程分析技术年会暨2005全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2005年
10 龚友;王宪增;沈礼庆;;厢式半挂车有限元分析[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
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1 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 杨勇;压力敏感性材料裂纹尖端场的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 白会娟;导电材料结构电磁热弹性多场行为的理论研究[D];兰州大学;2010年
5 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
6 刘海锋;网格结构精细化有限元分析方法研究[D];浙江大学;2010年
7 曾芳;大型滑履磨机结构分析及焊接工艺研究[D];武汉理工大学;2010年
8 李熹平;快速热循环注塑模具及工艺关键技术研究[D];山东大学;2010年
9 宋新玉;镍基合金Inconel 718高速切削刀具磨损机理研究[D];山东大学;2010年
10 窦建洪;基于犬双心室电力学复合模型的心力衰竭仿真研究[D];浙江大学;2010年
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1 孙瑞霞;奥氏体—铁素体相变的计算机模拟[D];河南理工大学;2010年
2 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年
3 刘帅;大型渠道混凝土振动密实成型数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
4 范子嘉;长脉冲激光与金属相互作用的热分析[D];长春理工大学;2010年
5 辛栋;纤维增强聚合物复合材料力学性能的数值预测[D];郑州大学;2010年
6 周宇龙;基于遗传算法的堤防材料动力特性反演分析[D];郑州大学;2010年
7 王会杰;基于变形控制的复合地基变刚度概念设计研究[D];郑州大学;2010年
8 俞顺;基于模型修正及体系可靠度的桥梁结构性能评价[D];郑州大学;2010年
9 王斌;浅层地表缺陷动力探测技术研究[D];郑州大学;2010年
10 代兵权;改性聚丙烯纤维混凝土耐久性能试验研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
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1 杨智勇;韩建民;李卫京;邱桂永;王金华;;侧架温度场的数值模拟和缺陷预测[J];北京交通大学学报;2007年04期
2 阎军,鹿守理;金属热变形时摩擦边界条件的确定[J];北京科技大学学报;1999年06期
3 张康生,刘晋平,王宝雨,胡正寰;楔横轧空心件稳定轧制条件分析[J];北京科技大学学报;2001年02期
4 马振海,胡正寰,杨翠苹,束学道;楔横轧展宽段的变形特征与应力应变分析[J];北京科技大学学报;2002年03期
5 杨海波,张立杰,马国华,胡正寰;斜轧零件应力应变特征与内部低周疲劳损伤机制[J];北京科技大学学报;2003年06期
6 束学道,邢希东,胡正寰;工艺参数对楔横轧多楔轧制成形机理影响分析[J];北京科技大学学报;2005年02期
7 杨翠苹;张康生;刘晋平;胡正寰;;三辊楔横轧应力应变场对内部缺陷的影响[J];北京科技大学学报;2006年05期
8 赵静;束学道;胡正寰;;楔横轧多楔成形汽车半轴力能参数的影响因素分析[J];北京科技大学学报;2007年01期
9 王宝雨,胡正寰;楔横轧楔入轧制接触面几何形式[J];北京科技大学学报;1998年02期
10 肖亚航;雷改丽;傅敏士;;材料成形计算机模拟的研究现状及展望[J];材料导报;2005年06期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 周杰;炮弹弹体毛坯精密热成形数值模拟仿真与试验研究[D];重庆大学;2003年
2 赵培峰;6061铝合金楔横轧变形研究[D];机械科学研究总院;2006年
3 应富强;渐开线齿轮轴楔横轧成形机理、模拟分析及实验研究[D];上海大学;2007年
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1 马晓晖;P91钢厚壁管立式挤压工艺模拟研究[D];机械科学研究总院;2011年
2 陶新刚;基于损伤力学的楔横轧件内部损伤开裂的研究[D];机械科学研究总院;2011年
3 周朝辉;大型厚壁筒体成形工艺及有限元模拟[D];重庆大学;2002年
4 张更超;楔横轧阶梯轴成形过程的有限元仿真与分析[D];浙江工业大学;2004年
5 惠媛媛;圆环镦粗成形有限元模拟研究[D];西安理工大学;2005年
6 于玲;双杯形件挤压成形工艺研究[D];中北大学;2006年
7 沈智;大直径楔横轧件的成形工艺研究[D];机械科学研究总院;2006年
8 白桦;棒材热轧过程的数值模拟及缺陷预测[D];河北理工大学;2008年
9 高伟;基于数值模拟的锥形轴类件楔横轧成形研究[D];吉林大学;2009年
10 余凯飞;空心轴类件的楔横轧过程三维刚塑性有限元模拟研究[D];江苏大学;2009年
【二级引证文献】
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1 王雷;黄汝刚;袁文生;;铝合金轧制成形的研究与现状[J];锻压装备与制造技术;2012年05期
2 杨文华;曾卫东;韩志宇;董卫选;张丰收;;TA2异型钛材冷轧过程的有限元模拟研究[J];材料导报;2012年24期
3 陶新刚;徐春国;任广升;;金属塑性损伤阈值[J];塑性工程学报;2011年03期
4 江洋;王宝雨;;芯棒对楔横轧厚壁空心轴成形质量及轧制力的影响[J];塑性工程学报;2012年06期
5 陈锟;刘克家;傅晓强;魏昭国;金嘉杰;胡治华;;材料压缩变形过程应变场分布的函数表示法[J];上海应用技术学院学报(自然科学版);2013年02期
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1 王彬;锥面台阶轴类件的楔横轧成形研究[D];吉林大学;2012年
2 常龙;带有锥台及沟槽钢芯温楔横轧成形分析[D];沈阳理工大学;2012年
3 王雷;铝合金楔横轧工艺技术的应用研究[D];山东建筑大学;2013年
【二级参考文献】
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1 邢希东,束学道,胡正寰;多楔楔横轧端面移动量实时测试系统研制[J];北京科技大学学报;2004年05期
2 王宝雨,胡正寰;板式楔横轧接触面的解析分析[J];北京科技大学学报;1995年01期
3 蒋平;动载下韧性撕裂在三种管线钢材中传播阻力的研究[J];爆炸与冲击;1993年04期
4 任广升;白志斌;孙智刚;李东平;张承鉴;;多楔同步楔横轧模具设计[J];锻压技术;1992年02期
5 詹艳然,张中元,王卫英,王仲仁;刚塑性有限元模拟中罚因子的取值[J];锻压技术;2000年01期
6 陈军,阮雪榆;反挤工艺三维刚塑性有限元模拟及其局部网格细分技术的应用[J];锻压技术;1998年01期
7 张鹏;鹿守理;高永生;张舒;;椭圆孔型中热轧过程温度场的三维热力耦合有限元法模拟[J];钢铁;1997年07期
8 李灏 ,王军 ,彭柯;材料形变失稳的各向异性损伤准则及其在成形极限中的应用[J];华中工学院学报;1985年01期
9 白志斌,任广升,张承鉴;楔横轧变形载荷的计算[J];吉林工业大学学报;1989年03期
10 任广升,李东平,孙智刚,于鸣,白志斌,梁继才;楔横轧三维变形光塑性模拟研究[J];吉林工业大学学报;1992年02期
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1 刘桂华,任广升,徐春国,蒋智,沈智;楔横轧变形过程中内部空心缺陷产生机理的模拟研究[J];机械工程学报;2004年02期
2 ;楔横轧柴油机凸轮轴毛坯[J];北京科技大学学报;1991年06期
3 任广升,白志斌,洪钟延,张承鉴;楔横轧成形偏心件的条件与相位效应[J];农业机械学报;1992年04期
4 吴希桐;;楔横轧与轴类加工[J];河北冶金;1986年03期
5 孔繁珠;轴类零件生产新工艺——楔横轧[J];中国设备工程;1993年07期
6 张康生,胡正寰;楔横轧轧齐基本理论研究[J];锻压技术;1996年04期
7 ;管形轴类件精密缩径的楔横轧成形工艺[J];机电产品开发与创新;1999年03期
8 王长春,韩玉坤;楔横轧技术综述[J];潍坊学院学报;2003年02期
9 杨翠苹,胡正寰,张康生,杜惠萍;楔横轧轧件轴向变形研究[J];机械工程学报;2004年09期
10 栾瑰馥;;三辊楔横轧的研究[J];钢铁;1980年06期
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1 余德平;管路平;查树贵;徐颖;;复杂介质地震波场的数值模拟研究[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
2 严珍珍;张怀;杨长春;石耀霖;;汶川大地震地震波传播的谱元法数值模拟研究[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
3 易淑群;张明辉;颜开;;模型入水初期弹道数值模拟研究[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
4 刘艾明;刘学炎;熊鳌魁;;二维不同溃坝方式的数值模拟[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
5 叶勇;孙开锋;董良国;;溶洞反射特征的数值模拟研究[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
6 缪国军;;利用WRF对兰州冬季大气边界层的数值模拟[A];平安浙江气象保障学术论坛论文集[C];2005年
7 梁爱民;张庆红;李秀连;申红喜;刘开宇;;北京地区冬季平流雾数值模拟分析[A];中国气象学会2006年年会“航空气象探测、预报、预警技术进展”分会场论文集[C];2006年
8 彭娅玲;张志国;汪礼;戴玛丽;;非稳态NACA翼型绕流兴波的数值模拟研究[A];2007年船舶力学学术会议暨《船舶力学》创刊十周年纪念学术会议论文集[C];2007年
9 杨金凤;符永正;周传辉;;一个中型会议室空气龄和舒适度的数值模拟研究[A];全国暖通空调制冷2008年学术年会资料集[C];2008年
10 费鸿禄;孔祥雷;杨智广;;冷却塔定向倾倒过程数值模拟研究[A];现代爆破理论与技术——第十届全国煤炭爆破学术会议论文集[C];2008年
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1 本报记者  李琳;崇尚科学的企业“掌门人”[N];莱芜日报;2006年
2 詹国兵;延平:主导产业走上大舞台[N];闽北日报;2006年
3 黄新波;石勘院安哥拉项目顺利通过验收[N];中国石化报;2009年
4 王鸿霞;机械停车库消防性能化设计填补国内空白[N];中国建设报;2008年
5 詹国兵;延平主导产业走向大舞台[N];福建日报;2007年
6 刘志俊 记者 袁英;实现阶段创效434万元[N];盘锦日报;2006年
7 宋海芝;油藏数值模拟技术“走进”胜利油田[N];中国矿业报;2008年
8 记者 栗清振;我国能源矿产战略调查获重大突破[N];中国石油报;2005年
9 林琳 通讯员 薛建军;专题发布春运气象信息[N];中国气象报;2007年
10 记者 李玉亮;我市科技创新驶上快车道[N];莱芜日报;2007年
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1 刘桂华;楔横轧三维变形的数值模拟研究及内部缺陷预防[D];机械科学研究总院;2008年
2 朴香花;大连湾海域氨氮、磷酸盐及藻类生长的数值模拟研究[D];大连理工大学;2006年
3 赵治国;燃油喷雾与多孔介质的相互作用及其在内燃机中应用的数值模拟研究[D];大连理工大学;2007年
4 孙茂盛;泡沫流体冲砂洗井数值模拟研究及应用[D];中国石油大学;2007年
5 唐军;近岸波浪场的缓坡模型数值模拟及波流场中污染物输运的研究[D];大连理工大学;2005年
6 刘洁;天山上地幔对流与造山运动数值模拟[D];中国地震局地质研究所;2006年
7 赵云鹏;深水重力式网箱水动力特性数值模拟研究[D];大连理工大学;2007年
8 赵铮;颗粒增强铜基复合材料的爆炸压实和数值模拟研究[D];大连理工大学;2007年
9 张敦福;无网格GALERKIN方法及裂纹扩展数值模拟研究[D];山东大学;2007年
10 曾刚;海表温度异常对东亚夏季风年代际变化影响的数值模拟研究[D];南京信息工程大学;2008年
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1 彪仿俊;建筑物表面风荷载的数值模拟研究[D];浙江大学;2005年
2 张观瑞;老采空区建筑地基稳定性分析的数值模拟研究[D];太原理工大学;2005年
3 颜克辉;薄壁塑件注塑成型特性的试验与数值模拟研究[D];大连理工大学;2006年
4 张晨;引黄济津水质数值模拟研究[D];天津大学;2005年
5 谢元峰;基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究[D];武汉理工大学;2006年
6 周勇;锅炉结渣过程数值模拟研究和燃烧优化设计[D];清华大学;2005年
7 龚然;给水处理厂平流式沉淀池的数值模拟研究[D];河海大学;2006年
8 袁有录;镁合金及镁合金半固态流变压铸充型凝固过程数值模拟[D];南昌大学;2006年
9 李继光;高速铁路用空心车轴径向锻造工艺的模拟研究[D];太原科技大学;2007年
10 施建俊;露天转地下矿山境界顶柱厚度研究[D];河北理工学院;2003年
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