硬质合金棒坯正挤成形力学分析

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1、学校代码10530学号201230131796分类号TG376.8密级硕士学位论文硬质合金棒坯正挤成形力学分析学位申请人康雅琼指导教师罗文波教授学院名称土木工程与力学学院学科专业一般力学与力学基础研究方向固体本构理论及应用二○一五年六月二日ModelingofextrusionmoldingofcementedcarbiderodbilletCandidateKangYaqiongSupervisorLuoWenboCollegeCollegeofCivilEngineeringandMechanicsProgra

2、mGeneralandFundamentalMechanicsSpecializationConstitutivetheoryofSolidDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune2015湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式

3、标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月摘要硬质合金具有硬度高、强度与韧性好、耐磨性高等一系列优异性能，在机械加工中得到了广泛的应用。挤

4、压成形技术是制备硬质合金棒坯的重要途径之一，而合适的工艺参数可以降低生产成本，提高制品质量，因此研究硬质合金棒坯的挤压成形机理对指导生产实践来说是十分有意义的。采用理论计算和数值模拟的方法可以克服传统的工艺参数确定法的局限性，能节约成本，快速准确地得到适宜的工艺参数。本文探讨了金属粉末材料在挤压成形时的变形机理，采用球面速度场的上限原理分析了硬质合金棒坯的挤压过程，得到了挤压力的理论计算公式；同时本文还针对硬质合金棒坯正挤压成形过程进行了有限元模拟研究，分析了挤压时的变形机理和各种工艺参数对挤压工艺的影响；并将理论

5、计算结果和有限元模拟结果与实验结果进行比较。本文的主要研究内容和结果如下:（1）综述了金属粉末材料挤压成形的工艺机理和金属塑性成形的基本理论；并对挤压成形的各种理论分析方法进行了对比研究，确定了本文要采用的研究方法-上限原理方法和有限元方法。（2）根据本文所研究的挤压成形的工艺机理，采用上限原理的球面速度场分析了硬质合金棒坯正挤成形过程，推导出了硬质合金棒坯挤压时所需的挤压力的理论计算公式，同时又分析了挤压比、锥形模的半锥角、定径带长度、摩擦系数、挤压速度、螺旋角等各种工艺参数对挤压力大小的影响，得出挤压力的大小会

6、随着这些工艺参数的增大而增大；并将理论计算公式的计算结果与实验结果进行比较，确定了该理论计算公式的准确性。（3）根据本文所研究的挤压成形的工艺机理，应用Abaqus软件采用理想弹塑性模型对硬质合金棒坯正挤压成形的过程进行了模拟研究。分析了挤压速度、挤压比、摩擦系数、锥形模的半锥角等工艺参数对挤压过程的影响，确定了合适的挤压速度为4mm/s、挤压比为10、摩擦系数为0.1、锥形模的半锥角为60°；并将模拟结果与实验结果进行比较，说明理想弹塑性模型能够较好的模拟硬质合金棒坯的挤压成形过程。关键词：硬质合金；挤压成形；上

7、限原理；有限元模拟IABSTRACTCementedcarbidematerialshaveseriesofadvantages,forexample,highhardness,goodstrengthandtoughnessandgoodwearresistance.Cementedcarbidematerialsarewidelyusedinmetalprocessing.Powderextrusionmoldingisoneofthemostimportantwaystomanufacturecemented

8、carbidebars.Developingoftheprocessparametersintraditionalmethodsalwaysfacessignificantlimitations.Comparedwiththetraditionalmethods,thetheoreticalresearchmethodsandtheFEMsimulation