数值模拟技术在大型自由锻件生产领域的应用.pdf

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1、《大型铸锻件》No．5HEAVYCASTINGANDFORGINGSeptember2014数值模拟技术在大型自由锻件生产领域的应用门正兴房鑫(二重集团(德阳)重型装备股份有限公司，四川618013)摘要：对大型自由锻件领域涉及的数值模拟分析方法进行了总结，分析了数值模拟技术在大型自由锻件成形方面的主要作用和不足。最后根据大型水电主轴的修复过程简述了数值模拟分析在自由锻成形领域的实际应用。关键词：数值模拟；大型自由锻件；制造过程中图分类号：0242．1文献标志码：AApplicationofNumericalSimulation

2、TechnologyinManufacturingofLargeFreeForgingMenZhengxing，FangXingAbstract：Thenumericalsimulationanalysismethodissummarizedforlargefreeforging，andthemainfunctionandinadequacyofnumericalsimulationtechnologyareanalyzedforlargefreeforgingforming．Thepracticalapplicationofn

3、umericalsimulationanalysisinfreeforgingformingisindicatedaccordingtotherepairprocessoflargehydroelectricspindle．Keywords：numerieMsimulation；largefreeforging；manufacturingprocess大型自由锻件是重大装备制造业的核心部同工艺方案的优缺点，从而在模具设计、水冒口设件，被广泛应用于电力、冶金、石油化工、核能、国计、冷铁摆放等方面进行充分的考虑，大大提高产防军工等领

4、域，典型的产品有发电机汽轮机转子、品的合格率。相比于铸件及模锻件领域，数值模核电及压力容器中的简体、大型轧辊、船舶用传动拟分析技术在大型自由锻件领域的应用还不够广轴等。随着国内外市场竞争的日趋激烈和新材料泛和成熟。本文主要介绍大型自由锻件领域中数以及新产品的不断涌现，大型自由锻件企业必须值模拟技术的应用现状并结合实际案例进行分对生产成本、生产及研发周期、材料利用率、产品析，从而为数值模拟技术更好的应用于大型自由性能等提出更高的要求，而基于传统经验模式的锻件领域提供参考。大型自由锻件设计、制造流程难以适应快速变化1大型自由锻件领域

5、涉及的数值模拟技术的产品及市场。为了适应日益激烈的市场环境，提高企业竞争力，科技创新成为大型自由锻件企大型锻件的生产过程包括大型钢锭浇铸及凝业提高自身科研实力、提高企业效益的重要手段。固、钢锭加热及多火次锻造、锻件锻后及性能热处数值模拟技术在金属材料成形领域的应用已理、锻件机械加工、焊接及性能检验等几个方面，经有60多年的历史，随着各种商业数值模拟软件其中钢锭凝固、锻造、热处理以及焊接过程都可以的推出以及计算机的普及，数值模拟分析技术逐采用相应的数值模拟软件进行分析，是国内外高校、研究所及企业从事研究工作的主要手段，并取步由高校

6、及科研院所向企业扩展，成为产品设计得了显著的成果。开发必不可少的一个环节。数值模拟技术提升金(1)大型钢锭凝固过程模拟现状属材料成形企业科研实力的能力有目共睹。例钢锭凝固过程数值模拟分析开始于20世纪如，数值模拟技术在铸件及模锻件生产领域的使6O年代，目前主要的铸造凝固模拟商业软件有用已经非常普遍和成熟。通过对初始工艺方案的MAGMASOFT、PROCAST、ANYCAST、J．CAST等。数值模拟分析，设计人员可以预测铸件和模锻件该类软件以铸造凝固理论为指导，以计算机数值生产过程中可能出现的缺陷及组织性能，比较不模拟为手段，可

7、以预测大型钢锭的温度场及流场、收稿日期：2叭3—12—24宏观及微观缺陷分布、应力应变场分布等参数在7No．5《大型铸锻件》September2014HEAVYCASTINGANDFORGING钢锭浇铸及凝固过程中的变化，帮助设计人员选2锻造过程数值模拟技术在自由锻领域的应用取钢锭模结构、控制浇铸及冷却过程、确定开箱时间等，从而控制及确保钢锭质量，缩短生产周期，数值模拟技术在大型锻件自由锻领域的应用降低生产成本，最终取得良好的经济效益。钢锭较凝固、热处理、模锻领域还有非常大的差距，但凝固过程数值模拟目前遇到的主要问题来源于计是在

8、大型锻件自由锻领域以下三个方面的应用已算模型的问题，不同的计算模型导致不同的结论。经非常成熟和普遍。例如对于宏观偏析问题，目前的宏观偏析是基于(1)复杂锻件的成形热流质对流连续模型或体积平均模型来处理的，大型封头、锥形筒体等薄壁异型件形状复杂、其分析结果只能在某