冷滚打成形中打入量对残余应力的影响规律仿真研究

在冷滚打成形过程中,当外加载荷逐渐卸去后成形件内部会出现残余应力,为了有效的控制其对成形件精度的影响,现针对打入量与残余应力之间的关系进行研究。依据冷滚打成形的基本原理,应用Abaqus软件建立了有限元动态仿真模型,通过仿真获得了不同打入量时工件表面Mises力的分布。由于动态仿真结果工件内部的力处于不平衡状态,不能直接进行残余应力求解,所以在动态仿真结果上建立了静态仿真模型,通过静态求解获得在不同打入量下成形工件在切向、轴向和径向的残余应力的变化规律。在自行开发的冷滚打设备上进行试验,运用X射线应力分析仪测量滚打后工件残余应力分布,进行冷滚打成形件残余应力的实验研究。通过对试件测量得到在不同打入量下制件沿深度方向的切向残余应力的分布,试验结果与有限元仿真结果对比分析表明,残余应力变化规律具有很好的一致性。