基于VB和ANSYS的螺纹冷滚压成形有限元分析论文

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1、第五届锻压装备与制造技术论坛九届二次学术交流会议论文集基于VB和ANSYS的螺纹冷滚压成形有限元分析刘红梅，李永堂，齐会萍，贾月静(太原科技大学材料科学与工程学院，山西太原030024)摘要：本文将VisualBasic及ANSYS二次开发工具APDL语言相结合．开发出直观便利的人机交互界面，从而很好的实现了螺纹冷滚压成形有限元分析，获得了螺纹滚压成形过程中应力场应变场、滚压力分布情况以及螺纹牙型应力变化规律，为优化成形工艺参数提供详细而可靠的依据。关键词：VisualBasiC：ANSYS；二次开发：螺纹冷滚压：有限元分析FiniteElemen

2、tAnalysisofThreadColdRollingbasedonVBandANSYSLiuHongmeL,LIYongtang，QIHuiping，JlaYuejing(Taiy衄mUniversityofscienceandTechnology，SchoolofMaterialScienceandEngineering，TaiyuanShanxi030024China)Abstract：Theintuitiveandconvenientman-machineinterfaceiSdesignedbyusingAnsysParametricD

3、esignLanguage(APDL)andVisualBasic．Finiteelementanalysisofthreadcoldrollingisachieved,dispositionofstressfield,strainfield,roUingforceandstresschangingruleofthreadteethareobtainedduringthreadrolling．Detailedandreliablebasisaleprovidedforoptimizationformingprocessparameters．Keyw

4、ords：VisualBasic；ANSYS；secondarydevelopment；threadrolling；finiteelementanalysis1引言’螺纹冷滚压成形方法是一种生产效率高、成本低的先进的无切屑加工方法[11，因此螺纹加工生产中该方法已经广泛使用。随着有限元分析(FEA)技术的发展，人们广泛采用计算机有限元仿真分析研究螺纹应力的分布特点和变化规律，但是螺纹冷滚压加工是一个复杂的弹塑性大变形过程，该过程涉及到几何非线性、材料非线性、边界条件非线性等一系列难题【2】。影响成形的因素很多，若工艺分析不完善、模具设计不合理或材料

5、选择不当，则会造成产品达不到质量要求，产生大量的次品和废品，造成经济损失。本文选用目前最通用有限元软件ANSYS进行数值模拟，该软件操作繁琐给用户带来极大不便，考虑到这个原因，本文充分利用ANsYS自身带有的参数化设计语言APDL来编写螺纹冷滚压成形数值模拟全过程的命令代码，但由于ANSYS本身功能有限，不能提供人机界面对话。VisualBasic6．0做为现在开发人数最多的最通’作者简介：刘红梅(1985．6-)．女．硕士．锻压设鲁理论与控制电子邮箱lliuhongmeikyOsina．COm电话l13994274062通讯地址，太原市万柏林区，

6、蕾流路∞号太原科技大学670信箱一69一用的编程工具之一，正好解决了这个问题。本文作者借助VisualBasic6．0前台开发友好、方便、易用的人机交互界面，结合APDL语言，完成螺纹冷滚压成型有限元，从而方便地实现了的参数输入图形化界面，给实际生产带来很大的实际意义。2螺纹冷滚压成形工艺螺纹滚压有三种方式：轴向送进式、切向滚压式以及径向滚压，本课题选用径滚压。其滚压原理如图4．2所示，在滚压过程中左右两个滚丝轮和工件要满足一定关系：两螺纹牙形的滚丝轮安装在互相平行的轴上，工件放在两个滚丝轮轮之间的支承板上(或者用两个顶尖顶住工件)；左右两个滚丝轮

7、做同向等速的转运动，且它们的螺纹相互错开半个螺距，其中一个滚丝轮还向工件作径向进给运动：工件自身不做任何运动，在滚丝轮带动下做与其方向相反的旋转运动，最后表面受径向挤压形成螺纹。第五届锻压装备与制造技术论坛九届二次学术交流会议论文集／舞曳Q车～麓一～?。i，∥^．、、；，／／，’、之章=7≯＼：。=。品“l珊＼L；3螺纹冷滚压有限元模型的建立本论文中是以加工“M10×1．5”螺纹为例来说明ANSYS二次开发的实用性。工件和滚丝轮的材料属性和加工工艺参数具体见表1。表1螺纹冷滚压模拟参数Tab．ISimulatinnparametersofthrea

8、dedcoldrolling在ANSYS中建立有限元模型时，材料模型的定义是数值模拟中的一个重要环节，它直接影响了数值模拟