内台阶截面环件轧制成形有限元模拟

基于Abaqus／Explicit提供的显式动力学有限元算法。建立了能反映内台阶截面环件轧制的边界约束模型，模拟了内台阶截面环件成形过程，对轧制过程中不同压下量的应力及等效应变变化进行了分析，并分析了在轧制过程中金属的流动特点，最后通过阶梯孔环件轧制实验，验证了轧制模型的可行性。     

台阶截面环件轧制成形原理和工艺设计

本文研究了台阶截面环件轧制中轴向体积流动和壁厚拉缩规律 ,阐明了其轧制成形原理和工艺设计原理 ,建立了相应的工艺设计方法 ,并用于轧制生产工艺设计     

L形截面环件径轴向轧制过程数值模拟与工艺优化

径轴向轧制成形技术是生产大型高品质L形截面无缝环件的理想加工方法。以Deform有限元软件为平台,对L形截面环件径轴向轧制过程进行了数值模拟,揭示了L形截面环件轧制过程中折叠和凹坑缺陷的形成机理。以此为基础,对初始环件尺寸和轧制工艺进行了优化。研究结果表明:初始环件尺寸和轧制速度设计不合理是缺陷出现的主要原因;优化后的初始环件和进给速度能够消除缺陷,使环件的截面形状填充较好。     

异形截面环件轧制过程的三维有限元分析

本文采用三维刚塑性有限元数值方法对斜辊面轧型中轧制异形截面环件进行了模拟，结果表明，与轧制矩形截面环件相比，异形截面环件轧制具有不同的金属流动特点及应力应变分布规律。所得结果对环件轧制工艺计具有一定参考价值。     

带外台阶法兰环件轧制的变形规律研究

叙述了环件轧制变形的一般规律。通过塑性理论分析、ABAQUS塑性有限元数值计算和1：4铅试件轧制模拟实验，研究了45#钢钢质带外台阶法兰环件轧制变形规律，直接轧制成形复杂截面轮廓的环件，提高了材料利用率，缩短了加工工时。该工艺具有显著的节材、节能效果。     

锥台复合截面环件精密轧制毛坯的优化设计方法

针对广泛用于油气管道阀门、航空发动机机匣及结合环中的锥台复合截面环件较难同时获得所需的直径尺寸和台阶形状的问题,提出"等壁厚型"和"变壁厚型"两种环坯设计方法。借助ABAQUS模拟平台,建立两种轧制环坯设计下的锥台复合截面环件轧制过程的有限元仿真模型,分析两种环坯轧制过程中的台阶充型规律及最终的成形环件尺寸误差。结果表明,"变壁厚型"环坯比"等壁厚型"环坯轧制成形后尺寸精度高。为获得最优的尺寸精度,在"变壁厚型"环坯设计基础上,添加尺寸修正系数η。通过对比不同修正系数η下的环坯轧制成形尺寸精度,得出尺寸修正系数η在1η1.1范围内的"变壁厚型"环坯为最优环件轧制毛坯。基于模拟结果,在WD51Y-250多功能轧环机上进行锥台复合截面环件轧制实验,验证有限元模拟的可靠性和环坯设计方案的可行性。     

孔型对环件轧制过程稳定性影响

在环件轧制过程中,孔型是环件轧制的重要工艺参数之一.通过设置不同孔型,使用有限元软件ABAQUS进行模拟,研究不同孔型条件下轧制力、轧制力矩与时间的关系,从而研究其具体影响.结果表明:孔型对环件轧制过程稳定性也具有重要影响,环件轧制时梯形截面孔型比矩形截面孔型对轧制过程稳定性更有利.     

异形截面环件轧制过程的三维有限元分析

本文采用三维刚塑性有限元数值方法对斜辊面孔型中轧制异形截面环件进行了模拟。结果表明，与轧制矩形截面环件相比，异形截面坏件轧制具有不同的金属流动特点及应力应变分布规律。所得结果对环件轧制工艺设计具有一定参考价值。     

环件轧制过程三维动态数值模拟

由于环件轧制受到静力学、运动学和动力学因素的影响,使得控制环件成形具有高度的复杂性,采用传统的试凑法很难满足产品研发的需要。本文基于通用动力显式有限元软Ansys/LS dyna建立了RAW200/160-5型径轴向轧环机的三维仿真模型,对某矩形截面环件进行了虚拟轧制,结果显示了环件扩展和缺陷生成的动态过程以及应力、应变和位移云图。仿真结果表明,采用计算机模拟环件轧制生产过程,对于优化毛坯形状,制定或修改环件轧制工艺,缩减产品研发时间,降低生产成本,提高轧制效率具有重要的意义。     

台阶锥形环件冷辗压中等效塑性应变规律研究

针对航空发动机中台阶锥形环件,以ABAQUS软件为平台,建立三维模型,研究了轧制过程中的等效塑性应变PEEQ变化情况,并根据台阶锥形环件截面特征,对关键点的等效塑性应变进行了分析,分析结果有助于研究该类零件轧制过程中金属流动规律.进一步研究发现,等效塑性应变平均值PEEQa随着芯辊进给速度的增加而减小,随着驱动辊转速的增加而增加.     

阶梯孔环件辗扩质量控制

本文分析了阶梯孔环件辗扩中金属流动,指出此类环件辗扩中存在径向、环向及轴向金属流动,并作了实验验证。在EQ140车后桥从动伞齿轮锻件辗扩实践基础上,从毛坯及孔型设计制造、辗扩进给、毛坯加热等方面论述了阶梯孔环件辗扩缺陷形成原因、消除方法及控制锻件质量的措施。     

阶梯孔环件轧制体积流动和毛坯设计

本文分析了阶梯孔环件轧制变形特点和尺寸变化规律；证明了阶梯孔环件轧制中存在轴向体积流动，导出了体积流动量的计算式，并指出了实现体积流动的进给条件。基于阶梯孔环件轧制体积流动规律，提出了阶梯孔环件轧制用毛坯设计原理和方法，并进行了轧制实验验证。     

环件轧制和摆动辗压精密成形技术

阐明了环件轧制和摆动辗压两种精密成形技术原理和工艺特点。基于成形原理和工艺要求,介绍了轴承环件精密冷轧成形、高压开关环件精密热轧成形、齿轮和凸轮精密冷摆辗成形等典型零件精密成形技术生产应用情况。针对环件轧制和摆动辗压精密成形现状,分析了其技术发展趋势和面临课题。     

轴承钢环件轧制端面凹坑与折叠缺陷原因分析

针对轴承钢环件轧制中产生的端面凹坑与折叠缺陷进行了分析。实践证明,铆镦镦粗、控制坯料高度和合理匹配径向、轴向轧制力可以很大程度改善轴承钢环件轧制端面凹坑与折叠缺陷。     

42CrMo铸坯环件热辗扩有限元模拟与分析

基于ABAQUS软件平台,建立了42CrMo大型环形铸坯热辗扩三维热力耦合有限元模型,模拟了铸坯热辗扩过程中应变场和温度场,研究了初始辗扩温度对辗扩力的影响规律.模拟结果表明在环形铸坯热辗扩过程中：①铸坯等效应变呈阶梯状上升,内外表面应变大于中间层应变;在稳定成形阶段,沿环件径向方向,由于导向辊与芯辊直径差异,导致环件最大平均等效应变可能出现在环件内表面也可能出现在环件外表面;②初始阶段,变形区与成形辊接触处温度降低较快,非变形区温度变化不是很明显;随着辗扩的进行,芯部温度逐渐上升,边缘温度低,温度分布不均匀;③随着铸坯初始辗扩温度升高,平均辗扩力明显下降,但随时间变化趋势保持一致.     

汽车后桥螺旋伞齿轮表面缺陷分析

汽车后桥螺旋伞齿轮在经过渗碳及淬回火热处理后的磨齿过程中，其齿面出现多处细小孔洞类缺陷。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、直读光谱仪等分析手段对齿面的细小孔洞类缺陷进行分析。结果表明:该齿轮齿面细小孔洞缺陷是由于齿圈径向截面心部整个环形区域存在着细小孔洞缺陷，因铣齿后外露造成的；而该齿轮径向截面心部整个环形区域细小孔洞缺陷则是齿圈在辗环过程中因形变过烧而引起，建议加强对锻料加热温度的控制，优化辗环工艺,并在齿圈车削加工后进行超声波探伤，尽量避免或减少缺陷产生。     

大型风电轴承套圈滚道轧制数值模拟与实验

风电轴承是风电装备的关键零件,而套圈作为轴承的核心组件,对轴承服役寿命以及主机运行可靠性至关重要。环件径轴向轧制是制造各种大型无缝轴承套圈、回转支承、法兰环件的先进回转塑性成形工艺。目前,风电装备中应用的各种球轴承,其套圈滚道均是通过切削加工成形,材料浪费多,加工效率低,且滚道金属流线分布差,削弱了套圈的力学性能。文章以典型的大型双滚道风电轴承套圈为对象,开展其滚道轧制成形数值模拟和实验研究。通过环件轧制工艺理论分析,提出了主要工艺参数设计方法;建立套圈径轴向轧制热力耦合有限元模型,通过模拟分析,对轧制进给规程进行优化;根据模拟结果,开展了轧制实验,成功轧制成形出合格的双滚道轴承套圈。该文研究实现了大型风电轴承套圈滚道直接轧制成形,为风电以及其他领域用大型轴承套圈、回转支承环件节能节材的先进制造,提供了有效的工艺理论指导。     

三辊楔横轧轴类件内部缺陷的分析

采用实验研究和有限元分析相结合的方法,研究了3种轴类件(实心件、空心件、带芯棒的空心件)在三辊楔横轧过程中轧件的内部缺陷.研究结果表明:实心件心部附近的环状区域易产生明显裂纹,而空心件能够有效的避开环状缺陷;方向交变的剪应力促使轧件心部附近孕育微观破坏,拉应力促进裂纹进一步扩展.实验采用带芯棒的空心件轧制,能够制备出高质量的轴件,为丰富三辊楔横轧加工理论及扩大应用范同提供理论依据与实验支持.