楔横轧大型轴类件轧制力规律研究

轧制力是楔横轧成形大型轴类件的重要技术参数之一。文章采用ANSYS/LS-DYNA3D有限元软件对大型轴类件的楔横轧成形进行数值模拟,分析轧制力随工艺参数和轧件直径变化的规律,通过轧制实验验证表明,有限元模拟具有良好的可靠性。该文对于楔横轧大型轴类件轧制力规律的研究结果,为设计大型楔横轧机确定力能参数,实现大型轴类零件的楔横轧经济化生产,提供了理论依据。     

大型轴类件楔横轧成形可行性分析

目前国内外重型汽车等大型轴类件采用锻造成形,存在着效率低成本高等问题.本文利用Ansys/Dyna有限元软件,对楔横轧轧制大型轴类件进行有限元数值模拟,分析了随着轧件直径的增大,轧件内部应力、应变的变化规律和直径对轧件心部应力的影响,得出大型轴类件采用楔横轧成形是可行的,为实现大型轴类件高效化、节能化生产提供了理论依据.     

基于有限元法分析楔横轧大型轴类件可行性

目前国内外重型汽车等大型轴类件需求量与日俱增,传统锻造工艺难以满足市场需求,文章采用Ansys/Dyna有限元软件,建立楔横轧大型轴类件有限元模型并进行实验验证,在此基础上对楔横轧工艺成形大型轴类件进行有限元数值模拟,分析随着轧件尺寸的增大,轧件内部应力、应变的变化规律和直径对轧件心部破坏的影响规律,阐明楔横轧成形大型轴类件工艺是可行的,研究结果为实现大型轴类件高效化、节能化生产,满足市场需求提供了理论依据.     

楔横轧轧制轴类零件的应力应变场分析

应用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对轴类件的楔横轧成形过程进行数值模拟,分析了楔入段和展宽段应力应变的变化规律,为进一步从理论上掌握楔横轧的变形规律提供了有力、可靠的手段和方法,为楔横轧的理论研究和工艺发展打下了良好的基础.     

楔横轧轧制空心轴类件应变分析及其控制

基于Deform-3D软件,建立了楔横轧轧制空心轴类件三维刚-塑性有限元模型,研究了空心轴轧制过程中应变变化规律.研究结果表明,不同截面上有着不同的应变分布,并由不均匀的楔入段逐步过渡到较为均匀的展宽段直到基本均匀的自由段.在轴对称截面的外圆上轴向拉应变最大,内孔处径向压应变最大,并用径向应变对比度来反映该环形截面壁厚的变化趋势.通过增大该值,以提高轧坯抵抗缩颈的能力.     

北京科技大学轴类零件轧制(楔横轧与斜轧)研究与推广中心

北京科技大学《轴类零件轧制研究与推广中心》是科技部与教育部于1991年批准成立的,同时是国家计委批准在北京科技大学建立《高效轧制工程中心》的组成部分。中心先后获得国家科技进步、国家发明等国家级奖5项,省部级1、2等奖10多项。在1995年中央召开的全国科技大会上,被国家科委成果司评为全国十大典型推广项目之一,胡正寰院士评为典型     

空心轴类件楔横轧仿真及壁厚变化规律

基于Deform-3D软件,建立了平楔楔横轧成形空心轴类件三维刚-塑性大变形热应力耦合有限元模型.通过模拟仿真与实验数据对比,验证了该模型的正确性,并在此模型基础上,应用楔横轧各工艺参数的正交试验,分析了空心坯料的成形性及壁厚的变化规律.结果表明:所轧空心轴类件的壁厚对比度与成形角、展宽角成正比,与断面收缩率成反比.研究结果对轧制空心阶梯轴的应用以及准确预测空心轴类件壁厚的变化具有指导意义和实用价值.     

楔横轧轧制螺纹轴应力状态研究

提供了楔横轧轧制螺旋轴类件模型,并通过DEFORM-3D有限元软件模拟了楔横轧轧制梯形齿形截面螺旋轴类件的成形过程,对轧件成形过程中两个重要变形阶段(成形段和精整段)的应力分布及变化规律进行详细分析.得到了轧制过程工件内部不会出现心部疏松等缺陷的结论,该应力变化规律为楔横轧轧制螺旋件的深入研究提供了理论依据.     

偏心圆截面轴类零件的楔横轧成形数值模拟

提出了一种偏心轴类零件楔横轧成形新工艺,给出了楔横轧成形偏心轴类零件轧辊的辊型曲面.利用三维弹塑性有限元软件LS-DYNA对一种典型偏心轴类零件楔横轧成形进行了数值模拟,分析了其成形过程、应力应变场分布及工艺特点.模拟结果表明,从起楔开始就将坯料轧制成偏心圆截面的偏心轴类零件的楔横轧工艺是完全可行的,而且具有轧制力小、变形容易控制等优点.     

楔横轧凸轮轴轧制半径对辊形曲线影响的规律

为获得楔横轧凸轮轴轧制半径对辊形曲线的影响规律,文章采用DEFORM-3D有限元软件,得到了楔横轧轧件的轧制半径的变化规律,有限元分析表明,轧件的轧制半径在楔入段和展宽段基本不变,精整段前段随楔面升高而变小,轧件成形后轧制半径保持不变,并用实验数据验证了此规律的正确性。在此基础上设计出了楔横轧轧制凸轮轴时轧辊的辊形曲线,应用此辊形曲线进行有限元仿真和实验轧制,取得良好的效果,验证了此种辊形曲线的求解方法的正确性。     

楔横轧梯形螺纹轴模具关键参数的研究

楔横轧螺纹轴的金属流动规律和模具齿高等参数的确定对于模具设计意义重大.以轧制过程金属体积不变原理为前提,运用数学积分法求得模具齿顶高初值和轧件初始直径,进而设计模具孔型.对于设计的模具,采用DEFORM-3D有限元软件模拟轧制成形过程,得到较理想的梯形螺纹轴.该模拟结果验证了由齿顶高参数设计模具孔型进行楔横轧梯形螺纹轴轧制的可行性,为课题的深入研究提供了理论依据和参考价值.     

楔横轧梯形螺旋齿轴金属流动规律

分析金属流动规律,是研究楔横轧螺旋齿成形规律的重要方法。采用DEFORM-3D有限元软件模拟梯形螺旋齿的成形过程,对不同截面上的分析点成形过程进行追踪,获得成形过程轧件径向、轴向金属流动规律。受模具齿形顶部及侧壁挤压作用,在不同位置,轧件上各螺旋齿底部径向金属变化基本相同,轧件齿顶径向流动差别稍大;大部分轴向金属流动量与初始点距轧件中心距离成正比,处于轧件侧壁处金属流动情况略有差别;轧件齿形两端部金属的轴向流动量较大,径向流动量较小。由实验轧件获得的金属流动规律与模拟结果一致。该金属流动规律对模具孔型设计提供了依据。     

渐开线直齿齿轮轴楔横轧成形过程优化研究

针对渐开线齿轮轴板式楔横轧实验或生产中出现的乱齿缺陷现象,分析了轧制初始阶段和轧件齿廓成形中后期所出现的乱齿缺陷现象的原因,并采用Deform-3D有限元软件,对这两者进行优化模拟设计.模拟结果显示,乱齿现象已基本消除,且齿轮分度均匀,齿廓形状清晰.最后对有限元模拟优化设计进行物理实验,实验验证结果基本和模拟结果相符,以此给齿轮轴楔横轧进一步的研究和生产提供了更有效的参考.     

辊式微楔横轧数理建模及仿真分析

在微楔横轧技术的理论研究阶段,准确的细观有限元模型和多晶体塑性模型的结合可以更好地优化其成形工艺。首先采用三维Voronoi多面体来研究真实材料的细观结构,建立了基于Voronoi原理的光滑模型和粗糙模型,然后单独对每一个晶粒考虑塑性性能和初始取向,建立了两种多晶体塑性模型,最后将光滑/粗糙Voronoi几何模型和经验模型相结合,建立了成形微型轴辊式微楔横轧有限元分析模型。利用ABAQUS软件进行仿真模拟,通过分析不同因素对工件成形质量的影响,得到在MCRW中要使工件成形质量最佳应选择粗糙模型、网格尺寸0.03 mm、摩擦系数0.8以及工件中晶粒数量82个。     

楔横轧应变分布的光塑性实验研究

以聚碳酸酯作为模型材料,采用三维光塑性实验方法对楔横轧金属变形工步进行了模拟研究。对典型截面切片的等差线和等倾线条纹进行了观测分析,采用牛顿迭代法求解了楔横轧制件内部的三维应变分布。计算结果说明,楔横轧变形区属于复杂的三维变形,轧件的变形是不均匀的,表层变形大,心部变形小,变形的不均匀将导致轧件内部产生附加应力。实验结果表明,利用三维光塑性方法对楔横轧成形进行实验模拟是成功的,为研究金属塑性成形工艺提供了一种有效的实验手段。