基于弹塑性有限元法的冷挤压模具应变法疲劳寿命分析.pdf

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1、基于弹塑性有限元法的冷挤压模具应变法疲劳寿命分析魏志刚①汤文成②(①安徽工业大学机械学院，安徽马鞍山243002；②东南大学机械工程学院，江苏南京211189)摘要：对冷挤压模具的低周疲劳破坏进行了寿命分析。首先对模具采用弹塑性热力耦合模型进行了成型过程仿真，获得了成型过程中模具完整的应变一时间历程；然后采用Fortran语言对MSC．Marc分析后处理文件进行修改，删除不需要的模型数据和结果数据，对后处理文件重新进行封装，将需要的弹塑性结果导入到专用疲劳分析软件MSC．Fatigue，使用应变寿命法进行了疲劳寿命预测，获得了

2、模具疲劳寿命分布云图。分析结果与实际情况符合良好，预测寿命具有较高的可信度，实现了挤压模具完整的疲劳寿命预测，为基于疲劳寿命的模具结构设计提供了一整套可行的方法。关键词：冷挤压模具弹塑性应变寿命法疲劳寿命中图分类号：TG376．3文献标识码：BStrain-lifemethodfatiguelifeanalysisofcoldextrusionmouldbasedonelastic-plasticFEAWEIZhigang①TANGWencheng②。(@SchoolofMechanicalEngineering，AnhuiU

3、niversityofTechnology，Ma’anshan243002，CHN；@SchoolofMechanicalEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing211189，CHN)Abstract：Thelow—cyclefatigueofacoldextrusionmouldwasanalyzedinthispaper．Thefullstrain—timehistoryofthemouldintheplasticmakingprocesswasgotbysimulationofthe

4、plasticmakingwithacoupledthermal—mechanicalmode1．TheMSC．Marcpost—processingfilewasmodifiedtofiltratetheuselessmod—elresultdata，thenthefilewasre—enveloped．Thustheusefulresultfilewasintroducedtotheprofes—sionalfatigueanalysissoftware：MSC．Fatigue．Thefatiguelifewaspredi

5、ctedthroughthestrain—lifemethod，andthecontourofthemouldfatiguelifewasgot．Theresultsmakeagoodagreementwiththatintherealcondition．Theresultshowsthismethodhasagoodprecision．Thismethodrealizestheinte—gratedfatiguelifeprediction，andprovidesawholeplanforthemouldstructured

6、esignbasedonthefa—tiguelife．Keywords：ColdExtrusion；Mould；Elastic-plastic；Strain-lifeMethod；FatigueLife产品的疲劳寿命是现代设计的一个重要指标，随应力谱。Ancelet等对焊接过程中的裂纹萌生和扩着市场竞争的日趋激烈，产品的寿命对用户来说显得张进行了分析。愈来愈重要。大量的试验研究已表明：在非比例疲劳破坏是模具失效的一个重要形式，模具疲劳循环载荷下，疲劳寿命将大大降低，一般可达到50％寿命预测将是当前有限元发展的一个趋势和方向。

7、～90％。根据有限元获得的应力应变结果进行进一步Pedersen6对冷挤压模具进行了弹塑性分析并对疲劳的疲劳寿命设计已经在一些重要的工业领域(如汽破坏进行了研究。SonsSz等采用均布载荷对组合式车、航空航天和机器制造等)开始得到应用。基于疲模具的疲劳寿命进行了分析，没有考虑到模具的实际劳寿命的产品结构设计正在成为设计领域的一个新趋应力分布对疲劳寿命的影响；Falk等采用二维有限势。王文静等用应变寿命法对热应力场造成的零元法对体积等因素对冷挤压成型模具寿命的影响进行件疲劳寿命进行了分析。王斌杰等采用应变法对了分析。但当前主要问

8、题有几个：模具采用弹塑性模机车抱轴箱进行了分析，文中采用试验的方法获得了型的塑性成型过程仿真困难；弹塑性分析软件和疲劳、；⋯等0分析软件集成度差，基于网格重画的应力结果不能正Or-or／a，=／a处，并令=1得：确导入；弹塑性有限元后处理文件过大，需要滤除不需(or一Or")