V 型砧锻造时变形规律的云纹法模拟研究

本文用光电扫描云纹法对大型锻件的型砧拔长工艺进行了模拟研究。用新研制的气动装置测得了压合试件内部人工缺陷的“临界压下量曲线”和孔穴闭合规律;并用云纹法测得了 V 型砧拔长工艺锻坯内部应变分布规律。对孔穴闭合的内部原因作了分析,对最佳 V 型砧角度、砧宽比(W/D_0)、工厂现行工艺进行了探讨。     

WHF法错砧锻造效果模拟研究

本文采用孔洞临界闭合测定仪,测得WHF法单砧拔长时全场孔洞临界闭合值,绘出闭合区分布图,并分析了闭合区面积与压下率的关系.在此基础上研完了WHF法连砧,翻转拔长时孔洞闭合规律与应变分布,将错砧拔长与不错砧拔长进行了比较.本文分析了一般的拔长工序不能有效锻合内部孔隙性缺陷的原因,用实验证明了WHF法进行错砧拔长能够锻合内部孔隙,并提出了错砧方案.     

钢锭内部孔隙性缺陷锻合过程的数值模拟

通过比较圆柱体试样内部孔洞锻合过程的模拟计算结果和实验结果,确立了钢锭内部孔隙性缺陷锻合过程的模拟法,并对长孔型缺陷和短孔型缺陷的锻合过程进行了计算,得到各类孔洞的闭合规律,且定量给出了不同位置处孔洞闭合时所需的临界压下率。从孔洞闭合的力学本质角度,对钢锭内部的等效应变分布情况进行了研究。结果表明,孔洞的闭合完全是由于应力集中并达到一定程度的变形所引起的。其中,四面体孔最难闭合,为所有孔洞锻合所需临界压下率的上限值。锻合区域的给出,为制订锻造工艺提供了理论依据。     

用云纹法模拟研究FM法锻造工艺

本文阐述了在45号钢试件上采用高温云纹法初步模拟研究FM法锻造时的变形规律,并与常温下铅试件模拟结果进行了对比.在试验温度为1220℃时,得到了较清晰的云纹图象,这在国内属首次.在研究单砧变形的基础上,进一步研究了连砧拨长及翻转时的孔穴闭合和内部变形规律,得出了一些新的见解,并对现行工艺提出了一些合理化建议.     

大锻件锻造拔长砧型

利用有限元软件模拟了V型砧的锻造拔长过程,并对不同夹角的V型砧压下后锻坯塑性变形区内应力、应变的状态进行比较。结果显示,在117°～153°温度范围内,V型角越大,锻坯心部金属获得的变形量越大,但同时锻坯次表层金属的变形程度减小。为此,将V型砧夹角处的V型砧面改为凸型平砧面,提出了梯型砧锻造拔长工艺。结果表明,梯型砧工艺提高了锻坯内部的压应力水平,使锻坯心部和次表层金属同时获得了较大且均匀的变形,有助于扩大锻坯内部孔洞的锻合范围,改善大锻件的内部质量。     

大钢锭锻造时内部孔洞性缺陷压合的试验研究

对含有内部孔洞钢试件进行的热锻模拟实验结果表明,封闭孔洞在高温下锻造时,在一定的应力应变条件下,经过变形一压合一扩散焊合后可以消除,孔洞焊合后的部位为新的晶界所取代,应力和应变状态对孔洞闭合有明显的影响. 对不同砧宽比的平砧拔长过程内部的应变分布进行了量测和有限元法计算,结果表明拔长时坯料内部的变形分布很不均匀,大应变区只占小部分,且随砧宽比和压下量的不同而移动和变化.当砧宽比W/H<0.51时,最大应变区不在坯料中心.     

FM 法锻造时变形规律的云纹法模拟研究

本文利用自制的“临界压下量气动测量仪”测得了 FM 法锻造时不同砧宽比下φ1、φ0.8mm 的人造孔“临界闭合曲线”,得到了较佳的砧宽比 W/H_0=0.6,用云纹法计算了 W/H_=0.3、0.5、0.6时应变分布情况,研究了翻转时人造孔的闭合情况,提出了一些新的见解,并对优化工艺提出了一些建议。     

大型钢锭内部孔洞性缺陷锻合过程的数值模拟和实验研究

本文是作者一篇论文的详细摘要。作者对锻件内部孔洞消除机制作了实验研究,对锻造过程孔洞压合和应变分布用塑性有限元法进行数值模拟,并对锻造坯料内部应变分布作了试验量测。研究结果表明:大锻件内部孔洞的锻合过程由变形、压合、焊合三个阶段组成,孔洞只有在高温下才能焊合;孔洞闭合度λ与最大压应变ε_1呈线性关系,孔洞的几何因素和工具接触表面摩擦不改变这种规律,但可使应变向坯料心部集中,有利于闭合心部孔洞;用平砧拔长时,砧宽比应取0. 51以上,而用FM 法时,砧宽比应大于0. 4。作者建议制定大钢锭锻造工艺时,要注意:1) 尽量使最大压应变ε_1的方向同内部孔洞的短轴相一致;2) 拔长时应使用合理的砧宽比;3) 压合内部孔洞要在较高温度下进行。     

中心压实法锻造工艺的高温云纹法模拟研究

本文运用高温密栅云纹法试验模拟技术,结合常温密栅云纹法模拟技术和临界压合技术,系统地研究了中心压实法(JTS)锻造时锻件内部应力、应变分布及变化规律和锻合锻件内部孔洞性缺陷的作用、机理,给出了工艺参数的影响和合理选择范围.用铸态轧辊材料为试件,研究了该工艺对锻件内部组织和机械性能的影响.     

轴类大锻件压方时锻件表面质量和内部应力状态的影响因素研究

轴类大锻件的锻造过程分为压方、拔长和倒棱滚圆三大步骤。目前对锻造工艺的研究集中在拔长工艺优化上,忽略了压方和倒棱滚圆对锻件质量的影响。为制定准确的压方工艺参数以提高锻件质量并指导实际生产,应用有限元软件DEFORM_3D建立相应的分析模型,对压方过程进行模拟,从锻件内部应力状态、锻透性及锻件裂纹3个方面对比分析了平砧压方和90°V型砧压方2种工艺方法,结果显示:采用90°V型砧压方时,锻件质量显著提高。     

轴类件拔长V型砧和四砧径向锻造锻透性研究

轴类大锻件拔长可以采用V型砧、四砧径向锻造等。为了解这些拔长方式对锻件芯部变形的影响,应用有限元软件Super Form模拟了拔长锻造过程,对比分析了V型砧和四砧径向锻造两种工艺方法的锻透性。研究表明:V型砧拔长,锻后锻件内部等效应变分布不均匀,各处变形差异较大,经3道次拔长后,锻件芯部锻透性较好,给定条件下的累积等效应变约为1.6;四砧径向锻造,锻后锻件内部等效应变分布比较均匀,但锻件芯部锻透性较差,给定条件下芯部等效应变小于0.2,且端部一定长度范围内,芯部等效应变更小,经4道次拔长后,芯部累积等效应变为0.8左右。     

轴类大锻件倒棱滚圆后内部质量及尺寸精度研究

轴类大锻件的锻造过程分为压方、拔长和倒棱滚圆三大步骤。为制定准确的倒棱滚圆工艺参数以提高锻件质量并指导实际生产,应用有限元软件Deform-3D建立相应的分析模型,对倒棱滚圆过程进行模拟。从锻件的尺寸精度和锻件内部应力应变状态两个方面对比分析了平砧、90°V型砧和120°V型砧3种工艺方法。模拟结果表明,运用120°V型砧倒棱滚圆可以得到质量更佳的轴类大锻件。     

不同型砧下方柱体倒棱工艺研究

利用有限元软件模拟了120°的V型砧和梯型砧的锻造倒棱过程,分析了在不同型砧上倒棱后锻坯塑性变形区的内应力、应变分布和变形规律。结果表明:与120°的V型砧相比,采用梯型砧倒棱提高了锻坯内部的压应力,使锻坯心部和内外表层金属均获得较大的均匀变形,避免了表面裂纹的产生,提高锻件的内部质量;它为正确制定倒棱工艺提供理论依据,对大型锻件的生产实践提供指导。     

宽V型砧锻造模拟分析及工艺参数选取

通过选取不同的砧宽比和压下率参数,模拟上下宽V型砧拔长变形,运用有限元方法分析坯料截面最大主应力变化,选取合理的上下宽V型砧拔长工艺参数,提高锻件质量。     

核电压力壳锻件芯轴拔长工艺V砧砧角的常温模拟研究

根据核电压力壳筒体锻件拔长工艺的变形特点 ,本文提出衡量其变形优劣的定量化指标 :内部变形均匀度、端面变形率、内孔畸变率和拔长效率。采用密栅云纹法和刚 -粘塑性有限元法研究了核电筒体锻件上平下 V砧芯轴拔长 V砧砧角对变形的影响 ,综合上述各定量指标 ,较合理的 V砧砧角为 110°     

上下平砧锻造过程中孔洞闭合的研究

通过镦粗内部带孔的圆柱体,并进行有限元法分析,可见等效应变与静水压力是控制孔洞闭合的两个主要因素。中心带孔圆棒料平砧间拔长的内部孔洞闭合的应力、应变,又受到砧宽、压下量,变形硬化系数的影响。本文分析方法用三维有限单元法作为钢锭开始的模型。通过三维分析,我们得到了闭合孔洞所需砧宽比与压下量的合理组合。     

不同型砧下大型轴类锻件倒棱滚圆过程的数值模拟研究

根据大型轴类锻件的锻造特点,针对平砧、90°V砧和120°V砧分别确立了每种型砧下大锻件的倒棱滚圆锻造工艺,并运用Deform软件对多工步锻造过程进行数值模拟,得到了不同型砧下大锻件倒棱滚圆成形后的尺寸精度和锻件内部应力应变状态。模拟结果表明,运用120°V砧倒棱滚圆可以得到成形质量和力学性能最佳的大型轴类锻件。     

800MN模锻液压机主缸缸底锻件关键成形技术的研究

利用数值模拟的技术,研究了采用平面、球面、锥形砧型时,800 MN模锻液压机主缸缸底锻件镦粗过程中锻件内部的应变、静水应力以及心部孔洞尺寸的变化情况。通过对不同砧型时锻件内部等效应变、静水应力、孔洞闭合程度以及镦粗工艺力的考察,得到了球面砧优于另外两种砧型的结论。     

大型锻件内部孔隙性缺陷修复效果对疲劳性能的影响北大核心CSCD

大型锻件在内部孔隙性缺陷锻合后,其疲劳强度等动态载荷力学性能恢复效果是决定锻件质量水平的重要因素之一。采用圆柱试件高温锻合模拟实验,研究了不同的塑性变形工艺下锻件内部孔隙性缺陷修复结合面的组织变化效果,以及对疲劳强度修复的影响。结果表明:仅通过一次镦粗,虽然锻件的内部孔隙性缺陷基本消失,但是由于结合面上组织不均匀、存在细小析出物等,其疲劳性能仅能部分恢复。通过高温条件下两次镦粗加两次拔长工艺,其结合面的疲劳强度基本恢复至初始组织状态对应的性能指标。研究结果为制定合理的锻造工艺、保证锻后疲劳等力学性能恢复至初始状态提供了理论依据。     

水平V型砧锻造大型轴类锻件的数值模拟和实验

水平V型砧锻造法,可以通过控制锻件金属的流动方向减少轴类锻件力学性能的异向性,在锻件内部应力状态、金属纤维组织、锻件的整体性能、宏观几何形状等方面都优于普通平砧锻造法。采用有限元分析方法,对水平V型砧锻造法进行了数值模拟,结果显示,采用水平V型砧锻造法时,在砧宽比为1.0和料宽比为0.5的条件下,锻件心部的横向应力都处于压应力状态,而采用普通平砧锻造法使用相同工艺参数时,则会出现不利的拉应力状态。这表明水平V型砧锻造法比普通平砧锻造法在控制轴类锻件的横向应力上更有利,有更广泛的工艺参数范围。