基于ansys轧机机架的有限元分析外文翻译

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1、--------------毕业设计(论文)外文资料翻译学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：---学号：---(用外文写)外文出处：TheArabianJournalforScienceandEngineering,Volume30,Number1C.附件：1.外文资料翻译译文；2.外文原文。指导教师评语：签名：年月日附件1：外文资料翻译译文有限元分析交叉楔横轧卢布林大学机械部副教授兹比格涅夫·佩特摘要在有限元方法的基础上，楔横轧过程的三维力学模型已经研制成功，例如包括应变分布，应变率，平均应力，轧制负荷组件等在内的数值模拟。通过此楔横轧制

2、过程模型手段，能够预测限制成型稳定的现象，即使失控打滑和核心缩颈是可能的。卷筒锻造的轧件已经作为一种更先进的楔横轧制过程中的热机械模型而呈现出来。关键词：交叉楔横轧，有限元分析，金属流动，实验。引言楔横轧过程包括产品的塑料成型，通过具有楔形形状的特点和固定在滚轴上或轧机上或凸或凹的平板的工具来完成的。楔横轧过程中形成的顺序主要取决于正在使用的工具的形状。一个典型的楔形模具（图1）包括下列区域：切割区域，拉伸区域，上浆区域。在切割区域，工具削减材料达到所需的深度Δh,逐步减少直径从d。到d。然后在拉伸区域更进一步地减少直径在楔板侧壁的影响下到达所要求的2l宽

3、度。上浆区域是确保去除产生于过程前期的任何不想要的曲度。侧铣刀往往纳入后上浆区，以分开锻造部分的形变末端，或者铣刀在同时形成两个锻造件的情况下分离产品。成形角度α，扩散角度β，和相对的减少量δ是主要的楔横轧工艺参数。楔横轧过程应用于金属工业，主要用于形成拉长的产品，即阶梯轴或轴。此外这个过程通常被用于须完成锻压得锻造预型件的制造。在与传统的制造工艺相比，即加工，锻造，铸造，交叉楔横轧具有很多优点，特别是下面的：高效率，更好的材料利用率;产品的高强度参数;降低能源消耗;促进自动化和环境无害。尽管有这么多的优点，楔横轧工艺在工业条件一直没有广泛应用。原因主要是

4、设计能够确保工艺平稳进行并且产品成型没有表面和内部的缺陷的刀具存在困难。因此，需要进一步开展调查研究，以确定的影响的跨楔横轧工艺的原因。在笔者的管理下，作为活动的结果进行了开展，一个新的两阶段的用于设计楔横轧过程的工具概念的已创建。在第一阶段，楔横轧的过程层建模方法的基础上，分析一系列流程案例，在假定目标函数上，选择一个最佳的变型。那么，最佳的变体是在第二阶段利用有限有限元方法，进行的详细分析。在本研究中，楔横轧过程的机械和热机械模型使用有限元方法进行了讨论。一些选定的数值模拟结果进行的理由商业软件包（MARC/AutoForge）已经提出。图1交叉楔横轧

5、应用有限元方法模型描述MARC/AutoForge商业软件套件，使用有限元分析位移表示已用于金属楔横轧过程中的流动分析。这个软件是适用于机械或热机械发生在平坦部形成过程的建模，轴向对称或三维应变状态。由于问题的复杂性质，楔横轧过程模拟，将专门在三维应变状态下执行。由于这一事实，在连接发生的材料和边界条件下，非线性以及显著的工具冲程，需要数十小时在即使简单的成形情况下计算。使用以下假设或简化：假设这一过程是等温条件下进行;分析轧制工艺简单锻件;假设过程对称;适用于恒定的摩擦系数;假设模型工具材料的刚性。使用上述的假设，楔横轧制过程中的几何模型已被创建-见图2

6、。该模型包括：钢坯，对称面，线速度0.1米/秒的移动工具楔子。为钢坯造型，8节点立方元素已被使用。元素类型的选择是计算中所需的网格再划分的结果，并且当等效应变设定值的增加已经超出时程序自动完成。20MnCr5钢热成型过程的数值模拟已执行。此钢种的流动应力由以下功能：图2交叉楔横轧的模型正在形成的材料弹塑性模型已被用于计算。杨氏模量的值，热膨胀系数，比热和导热系数已根据MARC/AutoForge程序数据库假设。假设这些计算中泊松比（0.3）和密度（7680公斤/米）的恒定值。由于可变的接触面的摩擦力，均匀摩擦下列的模式，即根据金属工具，滑移速度，已应用在模

7、拟过程中：其中：m=摩擦系数；=滑移速度矢量;=系数，比滑移低几个数量级速度。对于目前的分析，=已经假定0.1％的工具速度。此外，由于润滑，最高摩擦系数，m=1.0,已经假定材料工具的接触面。对于热机械计算假设钢坯和工具温度以及热交换系数也是必要的。定期与工具的接触是在楔横轧过程中增加多次温度的工具。在工业条件下，后者则稳定在约120度的水平。钢坯及周围空气锻件部分能达到1050℃和50℃分别的温度。10千瓦/平方米的热交换因子的假定计算值应用于热轧过程建模，对于污垢层接近10微米的金属层来说基本没有摩擦。模拟之结果精确跟踪材料的流动机制，应变分布的测定，

8、应变率，温度和应力值，形成载荷的计算和预测潜在的缺陷是可能的，通过