身管內(nèi)膛精鍛加工過程解析模型建立及實驗驗證.pdf

1、身管內(nèi)膛精鍛工藝因其良好的加工質(zhì)量，己廣泛應(yīng)用于身管的制造中。在國內(nèi)，該生產(chǎn)工藝還不夠完善，存在著如何合理確定加工工藝參數(shù)，擴大應(yīng)用面，提高產(chǎn)品質(zhì)量等問題。在徑向鍛造過程中，鍛打壓強、應(yīng)力狀態(tài)和材料流動形式受如鍛造比、芯棒和錘頭的形狀、界面之間的摩擦系數(shù)和材料特性等各種參數(shù)的影響。這些參數(shù)之間關(guān)系復(fù)雜，很難用單一的方法將問題研究清楚以指導(dǎo)實際應(yīng)用。因此結(jié)合解析法、數(shù)值法及相應(yīng)的實驗驗證開展身管內(nèi)膛精鍛工藝理論模型的研究工作是非常有必要的

2、。
　　 本文基于主應(yīng)力法建立的身管內(nèi)膛精鍛加工過程力學模型，結(jié)合中性層位置上力的連續(xù)性和整個系統(tǒng)力的平衡方程，對力學模型進行了求解，得出了中性層位置，鍛打力以及最大支撐反力等力學參數(shù)，并實現(xiàn)了對摩擦系數(shù)的反向求解。
　　 基于上限法建立了身管在壓打（即在徑向鍛打過程中工件兩端施加壓力）徑向鍛造過程的速度場、應(yīng)變率和變形功率方程，通過求解最小變形能實現(xiàn)了鍛打力和中性層位置的預(yù)測。
　　 為了驗證主應(yīng)力法與上限法建

3、立的身管內(nèi)膛精鍛解析力學模型的精確性，我們進行了實際鍛打?qū)嶒灒懘蛄馕鼋Y(jié)果和實驗數(shù)據(jù)有較好的一致性，從而驗證了力學模型精確性，并對主應(yīng)力法和上限法建立的力學解析模型預(yù)測結(jié)果進行了對比分析。
　　 建立了復(fù)合壓入角錘頭作用下身管徑向鍛造變形區(qū)應(yīng)變方程，并應(yīng)用ABAQUS軟件建立了二維徑向鍛造有限元模型，分析了身管變形區(qū)應(yīng)變分布，與解析結(jié)果進行了對比分析，結(jié)果表明身管外側(cè)應(yīng)變仿真值與解析解有良好的一致性。
　　 基于主應(yīng)力

4、法身管內(nèi)膛精鍛力學模型，采用單因素分析法和正交試驗設(shè)計法，詳細分析了身管內(nèi)膛精鍛過程工藝參數(shù)對鍛打力和材料流動的影響規(guī)律，并運用正交試驗法研究了工藝參數(shù)的影響程度和最優(yōu)水平組合。
　　 研究表明:基于主應(yīng)力法的身管內(nèi)膛精鍛力學模型對鍛打力、中性層位置都有較好的預(yù)測，且隨著鍛造比的增大，預(yù)測精度提高。另外，建立的身管徑向鍛造變形區(qū)應(yīng)變方程也較好的預(yù)測了應(yīng)變值。因此，本文建立的身管內(nèi)膛徑向鍛造加工解析模型完全能滿足工程應(yīng)用需要，為工