FM上下V型砧新锻造法拔长圆柱体时心部应力场的定量物理模拟

采用光塑性法对ＦＭ上下Ｖ型砧新锻造法的锻件心部应力状态进行了测试与计算。得出了当砧宽比Ｗ／Ｄ＝０．３４时，锻件心部处于三向压应力的结果。该结果与作者所作的定性模拟结果相吻合。研究内容对生产实践有指导意义。

水平V型砧锻造大型轴类锻件的数值模拟和实验

水平V型砧锻造法,可以通过控制锻件金属的流动方向减少轴类锻件力学性能的异向性,在锻件内部应力状态、金属纤维组织、锻件的整体性能、宏观几何形状等方面都优于普通平砧锻造法。采用有限元分析方法,对水平V型砧锻造法进行了数值模拟,结果显示,采用水平V型砧锻造法时,在砧宽比为1.0和料宽比为0.5的条件下,锻件心部的横向应力都处于压应力状态,而采用普通平砧锻造法使用相同工艺参数时,则会出现不利的拉应力状态。这表明水平V型砧锻造法比普通平砧锻造法在控制轴类锻件的横向应力上更有利,有更广泛的工艺参数范围。

基于MARC系统的V型砧角度优化

针对目前塑性加工参数优化研究中,有限元分析方法效率低,可靠性差,通用性不强等现状,将国际上著名的大型通用非线性有限元软件MARC与先进的非线性约束优化问题的解法——改进的约束变尺度算法相结合,开发了一个可用于塑性加工参数优化的软件,并应用于轴类大锻件拔长工艺的V型砧形状角度优化.优化结果与实验结果吻合较好,证明了该系统的可靠性.它还表明改进的约束变尺度算法具有较高的计算效率,可以搜索到工程全局最优解.文中所提出的曲线V型砧对圆形坯料具有较好的孔洞闭合效果.本系统的开发为塑性加工参数优化的研究开辟了一个新思路.

水平V型砧和平砧联合拔长圆形棒料的多工步数值模拟

前人的研究表明,使用水平V型砧锻造法可以有效控制锻件内部金属的流动方向和纤维流向,提高锻件的力学性能,使锻件的金属纤维组织、锻件整体性能、内部应力状态、宏观几何形状相比普通锻造法都得到极大改善。采用deform软件完成了水平V型砧和平砧联合拔长圆形棒料的多工步数值模拟。有限元法分析结果显示,使用水平V型砧锻造法,结合平砧法拔长整形压平,甚至在较小砧宽比为0.4的条件下,按一定顺序多工步拔长,也能使锻件内部变形量分布均匀,等效应力合理,避免了普通锻造法出现的力学异向性能,有利于提高拔长大型轴类锻件的效率,具有更广阔的工艺参数范围。

柱面V型砧在半钢轧辊锻造中的应用

锻造半钢与锻造白口铁属低塑性材料，其耐磨性较高，通过适当的锻造过程改善其组织状态而增加强韧性，可用于制造优质轧辊。我们通过大量的试验研究确定出合理的冶金附具一柱面v型砧来改善锻造工艺参数，生产出合格的半钢与白口铁轧辊。本文从锻造加热规范、锻造比和柱面砧子的型式等方面论述了研究结果。

V型砧锻造圆轴时金属变形状态的模拟试验

重达几十吨的汽轮机发电机轴,由于在巨大的交变动载荷下工作,所以对轴的冶金质量和断面机械性能的均匀性提出了特别严格的要求。为了达到这些要求,通常在水压机上采用组合砧或V型砧以自由锻造的方法来锻造轴的毛坯件,最终达到充分锻造钢锭的内部金属层并使变形沿截面均匀分布。

宽V型砧锻造模拟分析及工艺参数选取

通过选取不同的砧宽比和压下率参数,模拟上下宽V型砧拔长变形,运用有限元方法分析坯料截面最大主应力变化,选取合理的上下宽V型砧拔长工艺参数,提高锻件质量。

轴类件拔长V型砧和四砧径向锻造锻透性研究

轴类大锻件拔长可以采用V型砧、四砧径向锻造等。为了解这些拔长方式对锻件芯部变形的影响,应用有限元软件Super Form模拟了拔长锻造过程,对比分析了V型砧和四砧径向锻造两种工艺方法的锻透性。研究表明:V型砧拔长,锻后锻件内部等效应变分布不均匀,各处变形差异较大,经3道次拔长后,锻件芯部锻透性较好,给定条件下的累积等效应变约为1.6;四砧径向锻造,锻后锻件内部等效应变分布比较均匀,但锻件芯部锻透性较差,给定条件下芯部等效应变小于0.2,且端部一定长度范围内,芯部等效应变更小,经4道次拔长后,芯部累积等效应变为0.8左右。

水平V型锥面砧改善轴类锻件异向性的研究

水平V型锥面砧为横向性能有要求的轴类锻件提供了一种拔长锻造方法,通过改变工具形状、控制纤维流向的方法,来提高轴类锻件横向力学性能,改善异向性。本文进行了水平V型锥面砧与上平砧-下V砧拔长矩形截面坯料锻造的对比试验,通过对比两种锻造方法拔长锻件的纵向、横向力学性能,证实了水平V型锥面砧锻造法达到了普通锻造方法难以实现的锻造效果——轴类锻件力学性能的异向性明显改善,即水平V型锥面砧拔长的锻件同部位屈服强度、抗拉强度和延伸率的横向与纵向之比均在1.0附近变化。

浅谈V型砧与平砧在不锈钢锻造过程中的应用

以马氏体不锈钢2Cr13和0Cr17Ni4Cu4Nb为例,对比了采用平砧与V型砧两种砧型所锻造钢材的内部质量、表面质量及生产效率;同时对比了锻造不同塑性的品种时的生产效率;并说明了锻造电渣圆锭及八角锭更适宜的砧型。后续生产如何选择砧型可以此作为依据。

基于Forge的V型砧成形数值模拟

针对某项目锻造工具V型砧对棒料整形工艺的特殊性要求,在原90°夹角V型砧的基础上,进行了结构改进设计,设计了135°夹角的V型砧,使其能够满足V型砧对棒料的整形工艺的要求。基于Forge软件对棒料在两种V型砧上的整形成形进行了数值模拟,主要包括棒料的成形效果、棒料成形后的等效应力、应变场;同时,对棒料成形过程中V型砧在热应力和压应力的耦合作用下对砧面的影响进行了模拟,主要包括V型砧所受的耦合等效应力及其成形过程中砧面的磨损。通过模拟结果对比及理论分析,得出了135°夹角V型砧的结构设计不仅能满足工艺要求,而且其所受的应力、应变及磨损较90°夹角的V型砧更小。

大锻件锻造拔长砧型

利用有限元软件模拟了V型砧的锻造拔长过程,并对不同夹角的V型砧压下后锻坯塑性变形区内应力、应变的状态进行比较。结果显示,在117°～153°温度范围内,V型角越大,锻坯心部金属获得的变形量越大,但同时锻坯次表层金属的变形程度减小。为此,将V型砧夹角处的V型砧面改为凸型平砧面,提出了梯型砧锻造拔长工艺。结果表明,梯型砧工艺提高了锻坯内部的压应力水平,使锻坯心部和次表层金属同时获得了较大且均匀的变形,有助于扩大锻坯内部孔洞的锻合范围,改善大锻件的内部质量。

新型复合曲面型砧的锻造性能比较

以大型钢锭锻造过程为研究对象,通过理论建模和数值模拟,对大锻件变形的均匀性进行研究,将新型复合曲面型砧和传统V型砧的锻造结果进行比较,以求找出在用不同砧子进行锻造时,锻件内部的应力、应变状态。结果表明,复合曲面型砧在锻件组织性能优化上具有优势,其不但能使大型锻件心部得到很好的压实效果,有效地消除了钢锭内部出现的偏析、疏松及缩孔缺陷,而且大型锻件表面金属变形也能得到很好的控制,消除了锻造过程中的难变形区。

不同型砧对圆柱体拔长的影响研究

基于DEFORM-3D有限元软件模拟了3种型砧的拔长过程,并对不同变形条件下工件的等效应变、动态再结晶百分数、晶粒大小以及模具载荷状况进行了比较。仿真结果显示:弧面砧能够有效增大工件整体应变、增加动态再结晶百分数,起到细化晶粒的效果,但是弧面砧拔长所受载荷较大。

不同型砧锻造变形规律的云纹法模拟

本文阐述了用铅试件对大型锻件的型砧拨长工艺所做的模拟研究.用新开发的临界压合气动装置测得了试件内部不同位置、不同方向孔隙的临界压合曲线及孔隙闭合规律.进一步用光电扫描云纹法测得了各种型砧拨长过程中锻坯横、纵截面上的应变分布,并以此为依据分析了孔隙闭合的内部原因.对最佳V型砧角度、砧形、砧宽比(W/D_0)等进行了探讨.在此基础上,对普通V型砧、大圆角V型砧、上平下V组合砧的拨长特点,使用范围等进行了综合分析,并取得了一定的成果.最后对工厂的现行工艺提出了一些建议.

大型轴类锻件倒棱滚圆过程的数值模拟研究

在钛合金长方体锻件的锻造中,倒棱滚圆长方体锻件是最后一道成形工序,也是整个锻造工艺过程中非常重要一道工序。利用Dform软件,研究钛合金长方体锻件的倒棱滚圆过程,不同的砧形对锻件尺寸精度及其内部应力、应变大小分布的影响。

大锻件拔长工艺优化

在大锻件生产中,为了避免锻件芯部拉应力的产生,降低锻件各向异性,应用有限元模拟软件FORGE对大锻件拔长过程进行了连续性数值模拟,分析了影响锻件质量的主要因素。同时,通过正交试验研究了压下量、砧型、进给量对锻件芯部应力的影响,确定了能够降低锻件各向异性的最佳工艺方案。

铝合金筒体锻件芯轴拔长工艺及生产特点

介绍了铝合金筒体锻件芯轴拔长的成形原理、模具设计和工艺设计的要点及要求,对生产过程中的质量问题进行了分析,提出了针对性的质量控制措施。

钛合金轴类大锻件压方的质量影响因素数值模拟

针对钛合金轴类大锻件压方时锻件易产生裂纹倾向,锻造工艺参数不易控制的问题,运用Deform软件,从破坏因子、锻件应变及锻造所需载荷三个方面对比分析了V型砧边缘圆角半径的大小对不同直径的钛合金轴类大锻件压方时的影响程度,并得出了不同直径钛合金轴类大锻件压方时所需最佳的V型砧边缘圆角半径。为此类锻件改善压方质量提供了依据。