车轮摆辗成形数值模拟分析

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1、车轮摆辗成形数值模拟分析国内图书分类号：THl64密级：公开国际图书分类号：621西南交通大学研究生学位论文年级三委委2∑级姓名送盟虚申请学位级别王堂亟±专业奎麴工程指导老师黄壶龌塾握二零一一年四月一令一一，牛四月ClassifiedIndex：THl64U．D．C：62lSouthwestJiaotongUniversityMasterThesisDegreeWHEELTARYROROLLⅣGFORM烈GNUMERICALSIMULATIONANALYSISGrade：Master2008Candidate：HongMinghuAcademicfor：MasterofDegreeApp

2、liedEngineeringVehicleSpeciality：engineeringZhihuiSupervisor：Prof．Huang1April．201西南交通大学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。本人授权西南交通大学可以将本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、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。冁本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密口，使用本授权书。请在以上方框内打-q”学位论文作者签名：瞎朗南指导老

3、师签名：薹石以日期：≯p，????中??7yZz日期：Zotl．t西南交通大学硕士学位论文主要工作贡献声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1．应用三维造型软件UG对摆辗所需坯料、模具进行三维实体造型，并且转化导入至三维有限元分析软件Def01"131．3D中。2．根据刚塑性有限元原理，对车轮摆辗加工成形进行了数值模拟，比较不同坯料成形结果，推导优选出摆辗加工车轮毛坯，优选毛坯为二次加工毛坯。3．对优选毛坯进行摆辗分析，得出优选毛坯摆辗成形等效应力分布情况，同时对车轮摆辗过程中模具的受力进行分析。比较不同进给速度下，摆辗力与摆辗时间的关系，选出较佳进给速度。4．对轨道轮摆辗加工进

4、行数值模拟成形分析，根据U71Mn钢的材料应力一应变曲线在Deform．3D中进行设置，研究了轨道轮摆辗加工时的金属填充规律和金属流动规律，分析了摆辗加工轨道轮可行性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：r凄嗣幻日期：≯们f．垆．≯7’西南交通大学硕士研究生学位论文第1页IIII曼E曼曼曼!!曼!!曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼皇曼

5、曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼量曼量曼皇量皇詈曼曼曼量曼量曼曼曼曼曼舅曼曼皇曼I。I．,II皇摘要摆动辗压技术是上世纪出现的一种新的压力加工方法，由于它具有省力、省材料等诸多优点，各国均投入大量人力、物力参与摆辗技术的研究。火车车轮摆动辗压成形技术是一种新型的车轮加工技术，与普通加工方法相比具有材料利用率高、成形件机械性能好和成形尺寸精度高等诸多优点，未来将有相当广泛的应用和发展空间。根据铁路车轮原型，利用三维成型软件UG对车轮及摆辗加工上、下模具进行实体造型，得到车轮摆动辗压成形的成形坯料及模具模型，为摆辗成形有限元模拟分析提供了前提条件。本文基于刚塑性有限元理论，建

6、立车轮摆辗成形的有限元分析数值模型。利用有限元分析模拟软件Deform一3D，应用三维刚塑性有限元算法对车轮摆动辗压成形过程进行模拟分析，得出铁路车轮摆辗成形过程中金属坯料的填充规律和金属流动特点，重点研究了不同毛坯形状对车轮成形质量的影响，通过对不同毛坯成形过程分析，得出摆辗加工车轮最优毛坯形状，并且对最优毛坯进行数值模拟分析，得出优选毛坯等效应力分布规律和摆辗模具受力情况，最后与模锻时模具受力进行比较，为实际摆辗成形提供理论依据。随着我国铁路的大发展，对实验室内滚动试验台需求量也越来越大，轨道轮在数量上以及种类上的需求也相应增加，传统加工方法已不能满足需求。本文建立Deform．3D

7、数值模拟模型，结合车轮成形规律分析模拟轨道轮摆辗加工时的金属流动规律。探索性地研究了利用摆辗技术加工滚动试验台轨道轮的可行性。关键词：摆动辗压；车轮；刚塑性原理；有限元；轨道轮西南交通大学硕士研究生学位论文第fI页AbstractisthelastoftheRotaryforgingtechnologycentury，thepressureemergenceanewithassaveofmaterialsandmethod，beca