论文题目: 变值成形原理与设备设计理论的若干关键问题研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械设计及理论
作者: 刘军营
导师: 刘宏昭,吕传毅
关键词: 变值成形,变截面板簧,成形,设备设计,轧制
文献来源: 西安理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 变值成形是通过改变金属材料截面的尺寸和形状,直接制造零件或毛坯的工艺方法,是机械制造技术与轧制技术交叉复合而成的零件制造方法,具有改善工件材料组织性能、节省材料、生产率高的特点,是21世纪大力发展的技术。本文对其成形原理与设备设计理论中的若干关键问题进行了理论和实验研究。 提出了变值轧制成形的概念。探讨了变值轧制成形的基本现象和规律,初步建立了变值轧制成形的基本理论框架。分析了咬入条件、咬入角、接触角、咬入条件与接触角的关系和变值轧制成形状态下金属运动形式及速度规律,推导了变形速率的计算公式;研究了压下量对咬入角、接触角、变形区长度的影响规律,建立了轧透性判定模型和最小压下量公式。 研究了金属变形区的滑动规律。分析了接触角随工件厚度曲线变化规律和对变形区金属滑动规律的影响作用;建立了变值轧制条件下前滑、后滑、断面变化系数等参数的数学模型;分析了变值成形条件下变形区表面摩擦状态和机理,利用预位移理论解释了中性面处的摩擦机理;讨论了影响摩擦和滑动的因素。 建立了基于上限定理的设备载荷力能参数计算方法。通过建立变形区边界方程
论文目录:
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1．1 变值成形理论研究的意义
1．2 变值成形技术的典型应用
1．3 变截面零件和毛坯的生产现状
1．3．1 刚性模变截面成形
1．3．2 辊锻变截面成形
1．3．3 仿形变截面成形
1．3．4 电液伺服变截面成形
1．3．5 变截面成形设备的应用状况
1．4 变截面成形理论的主要研究方法
1．4．1 塑性成形的经典理论
1．4．2 塑性成形的数值解析理论
1．5 本课题的主要研究内容
2 变值成形的基本理论
2．1 变值轧制的基本过程
2．1．1 变形区的基本参数
2．1．2 咬入条件
2．1．3 咬入条件与接触角
2．2 变形区金属的运动
2．2．1 变形区金属的运动形式
2．2．2 变形区金属的速度关系
2．2．3 变形速度的计算
2．3 工件的轧透性与影响因素分析
2．3．1 塑性轧透性的模型和轧透条件
2．3．2 影响塑性轧透性因素分析
2．4 本章小结
3 变形区金属滑动规律的研究
3．1 轧制成形过程中的滑动
3．1．1 前滑
3．1．2 后滑
3．1．3 断面变化系数
3．2 滑动数值的计算
3．3 接触面上的摩擦
3．3．1 变截面成形时的摩擦机理
3．3．2 变截面成形时的摩擦规律
3．4 前后滑分界点的确定
3．5 影响金属滑动的因素分析
3．6 本章小结
4 横向变形规律及试验研究
4．1 成形时金属横向流动的现象
4．2 自由横向变形的组成形式与分布
4．3 横向变形的计算
4．4 横向变形的影响因素
4．4．1 压下量对横向变形的影响
4．4．2 工具(轧辊)直径的影响
4．4．3 工件坯料原始尺寸的影响
4．4．4 摩擦的影响
4．5 横同变形试验验证
4．6 本章小结
5 设备载荷解析与试验验证
5．1 应力分析
5．1．1 平衡微分方程
5．1．2 球应力分量与偏差应力分量
5．1．3 屈服准则
5．1．4 变形与位移的关系
5．1．5 塑性材料变形的本构关系
5．2 成形力能的上限解析
5．2．1 许可速度场的建立
5．2．2 上限功率的计算
5．2．3 成形力矩的计算
5．2．4 成形力的计算
5．3 力能参数的试验
5．3．1 力能参数的试验设备
5．3．2 力能参数的实验
5．4 本章小结
6 变截面V-H成形理论与仿真研究
6．1 变截面结构零件和V-H单道次成形工艺过程
6．2 V-H单道次成形的数学模型与算法
6．3 V-H单道次成形的形状
6．3．1 V轧的隆起形状研究与计算
6．3．2 V轧后工件的端部形状分析
6．3．3 V轧成形保持形状稳定的临界力判断计算
6．3．4 H轧后工件的形状分析
6．4 V-H变值成形的仿真分析
6．5 本章小结
7 V-H成形设备关键问题的研究与试验
7．1 设计过程与评判准则
7．1．1 设计过程
7．1．2 评判准则
7．1．3 零件结构设计准则
7．2 V-H成形设备的分布形式
7．2．1 V-H成形设备功能与结构分析
7．2．2 V-H成形设备布局结构
7．3 V-H成形设备结构刚度的研究
7．3．1 弹跳方程
7．3．2 提高刚度措施的数值模拟
7．3．3 设备刚度对辊缝的影响与控制模型
7．4 V轧成形工具形状及尺寸的研究
7．4．1 工具形状
7．4．2 工具尺寸
7．5 V-H成形设备动力形式和模型研究
7．5．1 成形设备动力形式
7．5．2 伺服系统的数学模型
7．6 变值成形形状试验
7．7 V-H成形设备构成
7．8 本章小结
8 结论与展望
8．1 结论
8．2 展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的主要论文
发布时间: 2005-12-23
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