大型锻造过程接触摩擦机理及变化规律的研究

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1、中文摘要对于大型锻造成形过程数值模拟技术，工件与模具接触表面的摩擦状态是影响模拟精度和结果的重要因素，深入研究接触面上的摩擦对提高模拟的仿真精度有很大意义。目前，在塑性领域对摩擦的研究多集中在冷成形特别是板料成形方面，而对大型锻造成形领域甚至热成形领域的摩擦研究很少。所以，对热锻成形中摩擦机理、摩擦模型等研究的滞后，直接影响了数值模拟技术在大锻件成形研究中的应用。本文基于上述出发点，对大型锻造过程中摩擦因子的变化展开研究。首先在GLEEBLE—1500D热模拟试验机上完成了铅在常温下干摩擦状态的圆环镦粗试验，

2、计算得到摩擦因子多集中在0．5-0．8之间；随着变形量的增大摩擦因子也有增大的趋势但影响不是很大；随着应变速率的增大摩擦因子明显减小当应变速率达到ls1摩擦因子基本达到稳定。接着完成了Mnl8Crl8N钢在不同润滑状态下的热模拟试验，分析实验结果发现在不同的润滑状态下随着温度的升高摩擦因子都在不断的变大；而随着应变速率的增大摩擦因子有减小的趋势；石墨的润滑效果相对优于玻璃粉的润滑效果，干摩擦条件时润滑状态最差。将试验得到铅在常温下干摩擦状态时得到的应变速率和摩擦因子的关系、Mnl8Crl8N钢在干摩擦状态时得

3、到的变形温度和摩擦因子的关系分别导入DEFORM有限元软件中进行模拟运算，对比模拟运算结果和实际生产中采集的数据，试验了结果符合实际生产中的摩擦状况。为铅和Mnl8Crl8N钢为材料的锻造成形过程数值模拟，提供了接触面摩擦状态处理的依据。关键词：大型锻造；铅；lVml8Crl8N钢；圆环镦粗；摩擦因子；数值模拟ABSTRACTResearchoffrictionmechanismandvariationlawduringFormingProcessofHeavyForgingMajor：QinMinDirec

4、tedby：LiuJian·-shengQuZhou--deFrictionstatebetweenworkpiecesurfaceanddieiSoneoftheimportantfactorswhichhaveimpactonthesimulatedaccuracyofforgingprocess．So，studyonthefrictionbetweenthecontactsurfacesisofgreatmeaning．Presently,muchstuayonthefrictionintheplast

5、icformingareaisconcentratedoncoldforming，especiallyonsheetforming，butthestudyonfrictioninheavyforgingformingareaevenhot—forgingformingareaistoolittle．Asaresult，lagoffrictionmechanismandfrictionmodelinhot—forgingdirectlyaffectstheapplicationofnumericalsimula

6、tioninforgingforming．Basedontheabove-mentioned，thispaperstudiedthevariationoffrictionfactorintheformingprocessofheavyforging．Atfirst，thispaperfinishedtheringcompressiontestinthedryfrictionstateontheGLEEBLE--1500Dtestingmachine，andthenthroughcalculatingthefr

7、ictionfactorwhicharealmostbetween0．5—0．8aregoRen；thefrictionfactorhasthetrendofincreasingwiththeincreasingofthedeformationdegree．Accompanytheincreaseofstrainrate，thefrictionfactorisdecreasedobviously，andthefrictionfactorisstablewhenthestrainratereachthevalu

8、eofls一．Andthen，thispaperfinishedtheringcompressiontestwhentheMnl8Crl8Nsteelunderthedifferentlubricationstate．Analyzingtheresultofthetest,whichCanbefoundthatwiththeincreasedtemperatureinthedifferentlubr