件的二次开发与大型锻件锻造工艺优化

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1、机械科学研究院硕士论文_摘要本文对热锻过程工艺模拟和微观组织预测进行了软件二次开发、试验验证和工业应用方面的研究，完成的主要工作如下:，·挤UNIX和Windows平台上，对现有的体积成形商业软件DEFORM3D进行了二次开发利用DEFORM3D的用户子程序功能，插入了包括动态再结晶过程的热粘塑性本构模型。使得两个版本的DEFORM3D都具备了微观组织演化的模拟和预测功能。与其它同类研究工作相比，妹文所开发的微观组织模拟功能不仅能预测平均晶粒度的变化，还能用于分析热锻过程中混晶缺陷的发生与发展过程。2.根据大型汽轮机转子的实际锻造过程，完成了几种不同的压下量和变形速度的按比例缩小的

2、FMV拔长工艺模拟试验。3.佃二次开发后的DEFORM3D对上述模拟试验过程进行了数值模拟。卜析讨论了压下量和变形速度对微观组织的影响，并通过试验结果和计算结果的比较，验证了所使用的材料本构模型及其参数值的正确性，也说明了本文所进行的软件二次开发是成功的。4.应用数值模拟方法优化了FMV工艺上、下V砧的宽度比。按照工件心部变形大、载荷小的原则，得到的优化结果是:上下砧宽比二卜1.5时压实效果最好。5.对大型汽轮机转子锻造过程中的成形火次进行了温度场的数值模拟和优化，得到了控制转子锻件心部温度不超过1100℃的工艺参数，为实际生产解决混晶问题提供了参考数据。关键词:动态再结晶夕数值模

3、拟;汽轮机转子，混歇机械科学研究院硕十论文ABSTRACTAresearchofnumericalsimulationofhotforgingprocessandmicrostructureevolutionispresentedinthispaper.Theresearchworks,whichincludesoftwareredeveloping,experimentalverificationandindustrialapplication,aresummerizedasfollows.Athermalrigid-visco-plasticconstitutiverelati

4、onaccompaniedbydynamicrecrystallizationisimplantedintoDEFORM3DbasedontheUNIXandWindowssystembymeansoftheuserroutinesinordertoaddthefunctionofpredictingmicrostructureevolutionduringhotforgingprocesstoDEFORM3D.BecausethelimitedopeningofDEFORMtousesomeexternalfilesforstoringhistoricaldataoftheuse

5、rvariableshavetobebuilt,andtheinterpolationroutineshavetobealsomadefortransformationoftheuservariablesstoredintheexternalfilesafterremesh.Comparingwithothersimilarstudy,theadvantageoftheaddedfunctionhereisthattheredevelopedDEFORM3Dcannotonlypredicttheaveragegrainsize,butalsoanalysethegeneratio

6、nanddevelopmentoftheduplexgrainduringhotforging.AnexperimentofthescaleddownFMVforgingprocessiscarriedoutundertheconditionsofdiferenthighreductionanddiferentspeedofupperanvilinordertoveri斤theredevelopedDEFORM3D,theconstitutiverelationinsertedinDEFORM3Dandthematerialconstitutiveparameters.Thenum

7、ericalsimulationoftheaboveexperimentprocessiscarriedoutbytheredevelopedDEFORM3D.Theinfluencesofthehighreductionandtheupperanvilspeedonmicrostructureevolutionarediscussed.Acomparisonbetweenthesimulatedandexperimentalresultsondistribution