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大型锻造过程接触摩擦机理及变化规律的研究

2020-12-06阅读(524)

大型锻造过程接触摩擦机理及变化规律的研究

论文摘要

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,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1 s-1摩擦因子基本达到稳定。接着完成了Mn18Cr18N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、Mn18Cr18N钢在干摩擦状态时得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Mn18Cr18N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。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 大型锻造技术的现状
  • 1.2 有限元数值模拟技术现状和发展趋势
  • 1.3 塑性成形中摩擦模型的研究现状
  • 1.4 课题来源及主要研究内容
  • 第二章 金属塑性成形中的摩擦理论
  • 2.1 引言
  • 2.2 金属塑性成形中摩擦的分类及机理
  • 2.2.1 摩擦的分类
  • 2.2.2 摩擦的机理
  • 2.3 塑性成形中摩擦的特点
  • 2.4 塑性成形过程中摩擦系数的主要影响因素
  • 2.5 塑性成形中常用润滑剂和润滑方式
  • 2.5.1 塑性成形中常用的润滑剂
  • 2.5.2 塑形成形中的润滑方法
  • 第三章 圆环镦粗摩擦试验研究
  • 3.1 圆环镦粗试验原理
  • 3.2 采用变形功法绘制标定曲线
  • 3.3 采用有限元软件模拟的方法绘制标定曲线
  • 第四章 常用铅的摩擦因子测定及结果分析
  • 4.1 试验材料和条件
  • 4.2 摩擦因子给出
  • 4.3 摩擦因子与其影响因素间的关系
  • 4.3.1 变形量对摩擦因子的影响
  • 4.3.2 变形速率对摩擦因子的关系
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 Mn18Cr18N 钢摩擦因子测定及结果分析
  • 5.1 试验材料和条件
  • 5.2 石墨润滑情况下摩擦因子与其影响因素间的关系
  • 5.3 玻璃粉润滑情况下摩擦因子与其影响因素间的关系
  • 5.4 干摩擦情况下摩擦因子与其影响因素间的关系
  • 5.5 不同润滑状态下摩擦因子的变化
  • 5.6 试验过程中的问题
  • 5.7 本章小结
  • 第六章 摩擦模型在DEFORM 有限元模拟软件中的应用
  • 6.1 引言
  • 6.2 常用铅锻造过程的数值模拟
  • 6.3 Mn18Cr18N 钢锻造过程的数值模拟
  • 6.4 本章小结
  • 第七章 结论
  • 附录
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文
  • 致谢
  • 个人简况及联系方式

    • 相关论文文献

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