基于ANSYS-LS-DYNA的花鍵冷滾軋成形機(jī)理研究.pdf

1、冷滾軋花鍵是利用金屬材料在常溫下具有一定的塑性，通過具有一定齒形的滾軋輪對工件進(jìn)行連續(xù)擊打，使工件產(chǎn)生塑性變形而形成齒形。該項(xiàng)技術(shù)是一種無切削、高效率、高質(zhì)量的生產(chǎn)方法，與傳統(tǒng)的花鍵加工相比，不僅加工效率高、鋼材消耗少、加工成本低，而且能改善加工表面金屬組織，使其表面質(zhì)量得到較大的提高，產(chǎn)品使用壽命也得以延長。資料表明，雖然對花鍵冷滾軋成形技術(shù)的研究較多，但仍然存在很多問題。為了能深入掌握冷滾軋花鍵的成形機(jī)理，提高加工質(zhì)量和精度，本文應(yīng)

2、用彈塑性有限元模擬技術(shù)，借助有限元分析軟件ANSYS/LS-DYNA，對花鍵冷滾軋成形機(jī)理進(jìn)行研究。 在研究過程中，本文對40Cr材料進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析；提出了40Cr材料的線性強(qiáng)化彈塑性簡化力學(xué)模型；介紹了ANSYS/LS-DYNA在顯式動(dòng)力分析中采用的Von Mises屈服準(zhǔn)則；選取了適用于花鍵冷滾軋成形數(shù)值模擬的材料硬化模型；討論了彈塑性狀態(tài)下的材料本構(gòu)方程，并用Cowper-Symonds方程對其進(jìn)行修正，

3、得到動(dòng)態(tài)本構(gòu)方程；分析了花鍵冷滾軋有限元模擬的關(guān)鍵問題，并基于大變形彈塑性有限元理論建立了有限元方程，同時(shí)對有限元求解算法進(jìn)行了介紹；詳細(xì)描述了從準(zhǔn)備工作，前處理，到模擬計(jì)算以及后處理的整個(gè)過程；通過數(shù)值驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明了模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。 根據(jù)模擬結(jié)果，本文對花鍵冷滾軋成形機(jī)理進(jìn)行了深入的研究，揭示了花鍵冷滾軋過程的金屬流動(dòng)規(guī)律；考察了彈性恢復(fù)對花鍵齒形形成的影響，并獲得了彈性恢復(fù)量的大小；預(yù)測了軸坯尺寸估算結(jié)果的