圆柱体（H／D＞1）镦粗时应力场计算的力学分块法

在主应力法的基础上，本文提出了力学分块法，推导出圆柱体（Ｈ／Ｄ＞１）在普通平板间镦粗时应力场的计算公式，并具体计算和分析了高径比Ｈ／Ｄ—１．６３的镦粗体内部的应力场。其计算结果同物理模拟［１］相符，并进一步证明与发展了刚塑性力学模型的拉应力理论［２］。     

塑性力学镦粗工艺理论与技术的研究进展

在镦粗工艺理论方面 ,提出了圆柱体平板间镦粗时的刚塑性力学模型的拉应力理论和静水应力力学模型的切应力理论 ,并经定性物理模拟、光塑试验及数值模拟证明 ;设计了锥形板镦粗的新工艺 ;提出了广义滑移线法 ,将经典滑移线理论拓展到能求解所有二维问题和轴对称塑性变形问题 ;发展了主应力法 ,提出了力学分块法。     

锥形板镦粗新工艺的数值模拟

利用ANSYS软件对锥形板镦粗圆柱体的整个过程进行了数值模拟。介绍了模型建立时的简化及参数选取情况；给出了变形过程中，不同压下量下毛坯内部的变形过程及应力、应变分布情况；并对比分析了锥形板镦粗和普通平板镦粗时的应力、应变情况。分析结果表明该新工艺对改善毛坯内部的应力、应变状态起到一定作用，从而定量地证明了锥形板镦粗圆柱体力学模型的正确性，对该理论的完善起到一定作用。     

镦粗力学分析

本文对普通平板间镦粗圆柱体进行了力学分析。根据镦粗体高径比H/D的不同,提出了两个新理论:H/D>1,刚塑性力学模型的拉应力理论;H/D<1,静水应力力学模型的剪应力理论。新理论能正确描述其内在应力的近似分布规律,纠正了塑性力学在该方面的错误论点和不完善的阐述,有理论和工程应用价值。     

圆环在平板间镦粗变形规律的数值模拟

采用有限元模拟软件对圆环在平板间镦粗过程进行了研究,确定了毛坯形状、摩擦因子、变形程度等因素对圆环镦粗成形时金属流动的影响.该数值模拟结果对圆环镦粗时各种因素之间确定了量化的关系,对环形件镦粗提供了科学依据.     

锥形板镦粗在大锻件锻造中的应用

通过与平板镦粗的比较，对锥形板镦粗有利于内部缺陷锻合的问题进行了分析     

用光塑性法确定圆柱体(H/D>1)在普通平板间镦粗时应力场

用光塑性法定量计算了普通平板间镦粗圆柱体 ( H0 /D0 =2 )内部应力场。结果与定性物理模拟、数值模拟及刚塑性力学模型的拉应力理论相吻合。     

用平衡微分方程求解圆柱体粗糙平板间不均匀镦粗的鼓形方程

引入相对高度系数Ｍ，用平衡微分方程与塑性条件联立建立了圆柱体粗糙平板不均匀镦粗的应力场，求解出了圆柱体镦粗时的鼓形方程和镦粗变形压力数学解析式，并对变形体内应力分布特点及纵向裂纹成因进行了理论探讨。     

减小圆柱形坯料镦粗鼓形的模拟研究

镦粗过程中,圆柱体坯料易在侧表面形成鼓形,应用先进的DEFORM锻造有限元软件对一般平板镦粗、套环内镦粗、毛坯凹形端面镦粗和锥形板镦粗进行了数值模拟,并将所得到的模拟结果进行了比较.发现套环内镦粗工艺、毛坯凹形端面镦粗和锥形板镦粗能不同程度地减小鼓形,其中毛坯凹形端面镦粗减小鼓形效果最为明显,另外它和锥形板镦粗都在很大程度上提高了镦粗毛坯的变形均匀性.这对镦粗工艺的制定和工艺方案的选择,具有一定的参考价值.     

大锻件锻造新理论与新工艺研究：“大型锻件的模拟技术及质量控制研究”成果

从宏观力学出发，通过理论解析和反复试验，提出了圆柱体平板镦粗和平砧拔长新理论，在此基础上，提出一系列新锻造工艺，如锥形反镦粗，ＬＺ锻造法、新ＦＭ锻造法等。从热力学着眼，对控制锻造及对晶粒度控制进行了研究，提出了有价值的低压转子钢工艺。部分研究成果已在生产中应用，获得显著的经济及社会效益，发表的部分论文被国内外文摘引用，受到国内外学术界高度评价。专家验收意见认为：该项课题研究“属先进制造技术基础性研     

液压机上镦粗与拔长新理论与新工艺的研究

在镦粗工艺理论方面 ,提出了圆柱体镦粗的刚塑性力学模型的拉应力理论和静水应力力学模型的切应力理论 ,设计了锥形板镦粗的新工艺。在拔长工艺理论方面 :应用方柱体镦粗的两个新力学模型与拔长的刚端影响问题 ,论证了只有砧宽比一个工艺参数的不足 ,而应补充一个新的工艺参数——料宽比 ,才能正确描述拔长体中心区域的应力状态与有效控制锻件质量 ;并进一步解决了该拔长理论工艺参数量值的合理匹配与确定 ;在“锻造条件对毛坯内部空洞闭合的影响”研究中 ,提出了增加料宽比对横向拉应力控制的“新 FM(Free from Mannesmann effect)锻造法”;并在此基础上提出了横向无拉应力锻造法。用上述理论指导工艺生产 ,可大幅度提高锻件的质量     

大型锻件锻造工艺理论与技术的进展

在大型锻件锻造工艺理论与技术领域 ,首先 ,对普通平板间镦粗圆柱体 ,根据其高径比 H /D不同 ,提出了两个新理论 :H / D>1,刚塑性力学模型的拉应力理论 ;H / D<1,静水应力力学模型的剪应力理论。前者打破了镦粗体 (不管高径比大小 )内三向压应力传统之说 ,并为轴对称塑性体的广义滑移线解和主应力分块法、数值模拟求其应力场提供了力学模型 ;后者解决了大型饼类锻件中出现的“夹馅饼”缺陷的难题。在此基础上又提出了锥形板镦粗的新工艺及其力学原理。在拔长工艺理论方面 ,应用方柱体镦粗的两个新力学模型与拔长的刚端影响问题 ,论证了只有砧宽比一个工艺参数的不足 ,而应补充一个新的工艺参数——料宽比 ,才能正确描述拔长体中心区域的应力状态与有效控制锻件质量。并进一步解决了该拔长理论工艺参数量值的合理匹配与确定。在“锻造条件对毛坯内部空洞闭合的影响”研究中 ,提出了增加料宽比对横向拉应力控制的“新 FM法”。在此基础上提出了横向无拉应力锻造法。上述工艺理论指导工艺生产 ,可大幅度提高锻件的质量。     

凹形坯料平板镦粗应力场的有限元分析

应用刚粘塑性有限元法对凹形坯料在两平板间镦粗时的应力场进行了分析, 给出了毛坯在不同侧表面母线形状时的应力随压下量的变化曲线, 并通过与圆柱体平板镦粗应力场的比较得出: 在变形过程中, 凹形坯料心部也存在两向拉应力; 母线形状选取不当将导致侧表面切向应力为正; 凹形坯料内部的应变分布较圆柱体更为均匀     

机车启动齿轮坯冷镦挤压成形

分析并介绍一机车启动齿轮坯的镦挤工艺特点及模具,其矩形花键由传统机械加工改为冷镦挤压成形,齿顶圆一次镦挤成形,具有生产效率高,产品质量好,产品尺寸稳定,晶粒细小等特点,同时对冷镦挤压成形模的设计与制造进行详细介绍。     

磁控旋转电弧管板对焊装置的研制

根据磁控旋转电弧的工作原理,设计了一种新型磁控旋转电弧管板对焊装置。该装置由机械机构和电气控制两部分组成,满足了焊件夹紧、定位、顶锻等功能,提供了对焊所需的电源、磁场及其逻辑控制系统等。其中,顶锻机构采用了电磁和弹簧加压方式代替液压顶锻,简化了设备构成;励磁电源具有恒电流和恒电压外特性,可方便控制磁感应强度,改变电弧旋转速率。实现了焊接过程中引弧、旋弧、顶锻的自动控制,操作简单方便。电弧形态试验表明,通过焊接参数的调节该装置可产生稳定的旋转电弧,焊件端面金属熔化均匀,可以满足对焊工艺的需求。     

大型管板锻件夹杂性裂纹形成机理探讨

本文针对大型管板锻件内部产生夹杂性裂纹的机理进行了分析研究。认为产生锻造质量缺陷的主要原因为：非金属夹杂物经较大的变形而成为薄片状。这种片状夹杂在一定的力学条件作用下，产生微观乃至宏观裂纹；夹杂性裂纹的产生与夹杂物的自身特性及变形工艺密切相关。通过改变锻造工艺和工艺参数，可有效地控制夹杂物的形貌，减少夹杂性裂纹的生成。根据研究结论，作者从控制夹杂物形貌的角度出发，提出了直拔制坯十双凸成形的管板锻件锻造新工艺，生产实践证明，这种工艺可大大提高管板锻件的内部质量。