空心轴类件楔横轧过程三维刚塑性有限元模拟研究

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1、江苏大学硕士学位论文摘要楔横轧是一种高效成形轴类件的新工艺和新方法。近年来，人们利用有限元技术对楔横轧成形过程的研究取得丰硕的成果，特别是对实心轴类件的研究。人们对空心轴类件楔横轧过程的研究大多采用实验的方法，即使采用有限元理论也是非常零碎的，并未系统地研究空心轴类件的楔横轧过程。基于此，本课题确定为“空心轴类件的楔横轧过程三维刚塑性有限元模拟研究"。研究结果对楔横轧工艺在轧制空心轴类件的应用具有指导意义，对进一步完善楔横轧理论有一定的理论意义。本文通过DEFORM．3D有限元软件理论建模，并与真实实验结果对比，结果表明：有限元模拟结果与

2、真实实验结果基本一致，因此，本文利用DEFORM．3D建立的刚塑性三维有限元模型是准确的，可靠的。并在此模型基础上，研究空心轴类件楔横轧过程的成形机理。对空心轴类件楔横轧过程的应力场、应变场、速度场、等效应变速率场进行了分析。轧制力是选择楔横轧机的一个重要参数。影响轧制力的因素较多，本文就重要的影响因素即工艺参数(成形角、展宽角、断面收缩率)对各向轧制力的影响进行了全面分析，并得出不同工艺参数对各向轧制力的影响规律。空心轴类件的楔横轧过程与实心轴相比，一个显著的不同就是轧后空心轴类件的壁厚不均匀，壁厚的不均匀性会导致空心轴类件各处抗扭性能

3、不一致，从而影响空心轴类件的使用，为此，尽量使整个轧件的壁厚趋于一致。因此本文用壁厚对比度来度量轧后整个轧件壁厚的一致性，并且分析了不同的工艺参数(成形角、展宽角、断面收缩率)和原始壁厚对壁厚对比度的影响规律。这对合理选择工艺参数以及对轧后空心轴类件的质量控制有重要的意义。关键词：楔横轧，有限元，空心轴类件，应力应变，壁厚，工艺参数江苏大学硕士学位论文ABSTRACTCrossWedgeRolling(CWR)isanewtechnologyandtechniquetoproduceshaftparts．Inrecent，studying

4、ontheprocessofCWRthroughusingfiniteelementmethodhasbeenmadeagreatprogress，especiallystudyingonsolidshaftparts．However,researchingontheprocessofCWRofhollowshaftpartsismainlytotakeuseofexperiments，evenusingfiniteelementmethodisreallyfewandscatteredwithoutsystemicanalysis．On

5、basisofaboveanalysis，thus，thetopicofthispaperisdecidedas‘'Three—dimensionalri酉d—plasticfiniteelementsimulationfortheprocessofcrosswedgerollingofhollowshaftparts”．TheresultsobtainedinthepapercouldbeusefulforhollowshaftpartsdeformationbyusingCWRtechnologyandhasimportanttheo

6、reticalsenseandusingvaluesonimprovingcrosswedgerollingtheory．Inthispaper，athree··dimensionalrigid··plasticfiniteelementmodelhasbeenbuiltbyusingsoftwareDEFORM-3D．Comparedwiththeexperimentresults，thesimulationresultsareveryclosetotheexperiments’．Therefore，thethree-dimension

7、alfiniteelementmodelofaflatwedgeCWRcouldbecorrectandcredible．Onbasisofthemodel，ithasbeenstudiedonformingtheoryoftheprocessofCWRofhollowshaftparts，includingthefieldsofstress，strain，velocityandeffectivestrainvelocityandSOon．RollforceisaveryimportantparametertochooseC、褓machi

8、ne．Therearemanyfactorstoaffectrollforce．Someprimaryfactorswhichaffectrollforcesuchasprocessparam