基于仿真金属流线的冷锻表面粗糙带预测及改进

采用仿真金属流线的形态特征解释了某螺栓的法兰平面产生粗糙带的原因,通过理论分析,提出了一种改善粗糙度的预成形设计方法。仿真结果表明,仿真金属流线可以预测冷锻件表面的粗糙位置,相比于法兰平面与模具接触面间产生的剪切应力,金属流线的局部凸起对表面粗糙度影响较大。依据改进后的方法进行了试验,结果表明,试验结果与仿真结果基本一致,改进后的金属流线细密,法兰平面周围组织呈颗粒状均匀分布。法兰量产结果表明,改进后的设计方法不仅消除了粗糙带,同时提高了模具的使用寿命。

内十二角法兰螺栓头部断裂仿真研究

针对内十二角法兰螺栓成形过程中,杆部长度为69和70 mm时,螺栓头与杆部之间拐角位置的损伤程度进行了研究,指出Freudenthal断裂准则能较好的表现其损伤程度。在此基础上,预测了螺栓拧紧时的断裂位置和扭矩。金属流线仿真结果显示,杆部材料向下流动,使拐角位置的金属流线呈现凹陷弯曲的形态,并贴近拐角表面。对此,提出了沿着金属流线空洞被拉长的理论假设,发现空洞被拉长时,应力集中程度增大,更加容易断裂。拧紧断裂和金属流线实验结果与仿真结果基本一致,表明内十二角法兰螺栓成形过程中,杆部材料向下流动,使拐角位置的损伤程度增加,同时,金属流线凹陷弯曲和贴近表面的形态特征也促进了其断裂过程。