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汽车半轴楔横轧多楔成形力能参数数值模拟与实验  [PDF]
赵静,鲁力群,胡正寰
农业机械学报 , 2008,
Abstract: 轧制力和轧制力矩是楔横轧汽车半轴轧机设计中的重要参数,由于多楔成形半轴过程中主侧楔的相互制约作用,轧制过程中力能参数变化复杂。采用二次开发的有限元命令流程序系统分析了工艺参数对多楔成形半轴时力能参数的影响规律;开发了力能参数的计算机数据采集及测试系统,在线测试了各工艺参数对力能参数的影响规律,测试结果与理论分析结果相符。
轴类零件楔横轧三维数值模拟  [PDF]
北京工业大学学报 , 2011,
Abstract: 利用Pro/E建立楔横轧模具和轧件的三维参数化模型,将其导入ANSYS/LS-DYNA有限元软件中,建立楔横轧轧制阶梯轴的有限元模型,对轴类零件楔横轧成形过程进行了三维数值模拟,得到轴类零件轧制过程中轧件内部的应变场、轧件表面变形形状等信息,为研究其他零件的轧制成形机理及变形规律提供了参考和理论依据.
楔横轧反楔堆轧改善空心零件过渡轴肩的壁厚减薄 Improving the wall thinning of the transition shoulder with anti-wedge upset rolling in cross wedge rolling hollow parts  [PDF]
杨翠苹,张康生,胡正寰
- , 2016,
Abstract: 楔横轧随形轧制空心零件在过渡轴肩位置会产生壁厚减薄,降低零件的力学强度,改善轴肩的壁厚状况是必须解决的问题.本文基于有限元模拟方法,揭示空心零件成形时壁厚减薄的产生原因,提出采用楔横轧反楔堆轧改善轴肩壁厚的成形方法,分析反楔堆轧增加轴肩壁厚的主要影响因素,从而获得轴肩壁厚增厚的成形方法和最佳条件,实现了楔横轧随形轧制空心零件轴肩位置的显著增厚.通过轧制试验,验证了有限元模拟分析模型的可靠性.
楔横轧多楔轧制高铁空心车轴壁厚均匀性 Wall thickness uniformity of railway hollow shafts by cross-wedge rolling  [PDF]
郑书华,束学道,孙宝寿,彭文飞
- , 2015,
Abstract: 在空心轴楔横轧多楔轧制中,控制壁厚均匀性是衡量车轴成形质量的重要标准.本文先分析空心轴楔横轧多楔轧制的稳定轧制条件,得到了确定空心车轴楔横轧压扁失稳的准则.在此基础上,基于DEFORM-3D软件,建立楔横轧多楔同步轧制高铁空心车轴的三维刚塑性有限元模型,分析展宽角、成形角等工艺参数对壁厚均匀性的影响,获得了工艺参数影响轧制空心车轴壁厚变化的规律.结果表明:成形角越大,壁厚均匀性越好;展宽角越大,壁厚均匀性越好,但在展宽角大于10°时,壁厚均匀性反而下降.基于多楔轧制实验,轧制1∶5缩比的空心车轴,测量了轧制力矩和轧制空心轴的壁厚,与仿真结果作比较,相对误差均在10%以内,验证了所建有限元模型的正确性.
轴端长度对楔横轧阶梯轴成形光轴端面质量的影响  [PDF]
束学道,韩素涛,位杰
- , 2018, DOI: 10.15961/j.jsuese.201700676
Abstract: 中文摘要: 随着楔横轧工艺的不断创新与产品范围的进一步扩大,阶梯轴楔横轧成形光轴时,由于金属流动的不均匀性导致轴端长度直接影响着轧件轴端质量,从而降低产品的材料利用率。为探明其影响规律,提高轧件端部质量与楔横轧的材料利用率,通过DEFORM-3D有限元软件,采用数值模拟与轧制实验相结合的研究方法,对楔横轧阶梯轴成形光轴的轧制过程进行有限元模拟,通过分析轧制过程中的应力场、应变场及特征点,揭示轧制过程金属流动规律,阐明轧制变形机理;在此基础上,采用交互正交试验设计轴端长度、台阶倾角、台阶长度、断面收缩率4个工艺参数,分析这些参数对轴端凹心的影响关系,即凹心值与轴端长度、台阶倾角成负相关,与台阶长度、断面收缩率成正相关,且随着坯料轴端长度的减小最终轧件端部凹心逐渐增大。应用统计数据软件SPSS 22.0拟合获得各工艺参数与轧件端部质量的关系方程式,以凹心值等于零为目标,获取了最优轴端长度对端部质量的影响方程式。通过轧制实验与模拟对比分析,获得的轧件形状和最终的端部凹心值基本一致,进一步验证了模拟分析的可靠性。本文获得的公式与端面质量的影响规律,可以有效地从理论上提高轧件端部质量,确定闭开联合楔横轧闭式轧制轴端长度,实现楔横轧料头近净成形。
Abstract:With the continuous innovation of cross wedge rolling technology,its product range is also expanding.When the stepped shaft is formed to equal diameter shaft by the cross wedge rolling,the quality of the shaft end is directly affected by its length due to the inhomogeneous flow of metal.Besides,the material utilization ratio is reduced.To obtain the better end-face quality and higher material utilization rate,it is necessary to study the influence rule in the cross wedge rolling process.The rolling-forming process was studied with numerical simulations on the DEFORM-3D finite element software and rolling experiments.Based on analysis of the distributions of the stress field,the strain field and the feature points,initially,the law of metal flow was revealed and the deformation mechanism of rolling process was clarified.Taking into account the complexity of influencing factors, the mutual orthogonal experiment was adopted to design the four process parameters of shaft-end length,step angle,step length and cross-section shrinkage ratio.The influence of these parameters on the end concave was verified,and the results showed that the concave value gradually increases as the step length and cross-section shrinkage ratio increase,while with the decrease of shaft length and step angle.Therefore,a smaller concave can be attained by reducing the shaft end length.The software SPSS 22.0 was used to analyze statistical data,and the relationship equation between the process parameters and the quality of the shaft end-face was ascertained.With the concave heart value of zero as the goal,it also determined the influence equation of the optimum shaft-end length on end-face quality.By comparative analyses of the rolling test and the simulation,shapes of the rolled piece and concave values of the end-face were basically same,so the reliability of the simulation analysis was further verified.Theoretically,these influence rules and formulas can effectively improve the end-face quality of rolled piece,and determine the optimum length of
高碳钢中珠光体在温楔横轧过程中的组织演变  [PDF]
熊毅 ,赵文 ,孙淑华 ,吕知清 ,傅万堂
材料研究学报 , 2007,
Abstract: ?采用温楔横轧方法制备出表层具有超微细复相组织的高碳珠光体钢棒件,研究了珠光体组织在温变形过程中的演变.结果表明,珠光体组织中的渗碳体片层主要以弯曲扭折的形式协调塑性变形,表现出较强的塑性变形能力;剧烈塑性变形促进了渗碳体片层的球化,表层球化完全的渗碳体颗粒粒径均小于0.2μm;温楔横轧后铁素体基体发生了动态连续再结晶,等轴铁素体平均晶粒尺寸为0.3~0.4μm,0.5r处和心部的渗碳体球化不完全,铁素体再结晶也不完全;铁素体晶粒的超细化和渗碳体片层的球化明显改善高碳珠光体钢棒件的塑性,温变形过程中应变、应变速率及温度分布的不均匀是引起组织性能差异的根本原因.
工艺参数对楔横轧4Cr9Si2表面螺旋痕的影响  [PDF]
黄江华,刘晋平,王宝雨,胡正寰
东北大学学报:自然科学版 , 2014, DOI: 10.3969/j.issn.1005-3026.2014.12.024
Abstract: 借助DEFORM软件对4Cr9Si2楔横轧成形过程进行了数值模拟,分析了工艺参数对楔横轧4Cr9Si2轧件表面螺旋痕影响规律.结果表明:轧件表面螺旋痕是轧件在成形过程中产生应力状态改变而产生的缺陷.随着成形角增大,表面螺旋痕深度将增加;随着楔尖圆角增大,表面螺旋痕将迅速降低;展宽角对表面螺旋痕影响较小;断面收缩率减小,塑性变形量小,表面螺旋痕将减轻.通过实验验证了有限元模拟的正确性.最后对某型气门进行了模拟和实验,当Ψ=70.84%时,在α=32°,β=7.5°,R=12mm下得到了表面无螺旋痕气门.
楔横轧展宽长度对极限断面收缩率影响机理分析  [PDF]
贾震,张康生,汤先岗,胡正寰
北京理工大学学报 , 2010,
Abstract: 为了探索楔横轧展宽长度和极限断面收缩率的关系,并进一步揭示其影响机理,做了不同展宽长度下的极限面收缩率实验,并利用有限元数值方法对典型工况展宽阶段轧制接触区温度变化情况进行了模拟,进而推导出展宽过程中轧制接触区变形抗力的变化情况,并采用轧制实验中测得的力能参数做了验证.得到展宽长度越大,可获得的极限断面收缩率越小的原因为:展宽变形时间变长,轧件轧制接触区温度下降,从而使变形抗力增大,轧件杆部横截面所受轴向应力随之增大,导致轧件杆部较容易发生缩颈.
非对称楔横轧轴向平衡与轴向窜动机理研究  [PDF]
彭文飞,陈乐平,束学道,张康生
北京理工大学学报 , 2012,
Abstract: 为轧制出合格的非对称轴类件产品,需要阐明非对称轧制轧件轴向力调整平衡机理和轧件轴向窜动机理.作者建立了非对称楔横轧的有限元模型,分析了非对称轧制与对称轧制两种工艺下轧件所受的轴向力,发现非对称轧制时轴向力能自调整;比较分析跟踪点的轴向位移,得到了非对称轧制弱侧瞬时展宽量增大、强侧瞬时展宽量减小的结论,该结论在实验中得到了验证;将非对称轧制分为稳态轧制和非稳态轧制过程,分析了非稳态轧制轴向力调整平衡的过程和稳态轧制时轧件窜动的原因.
断面收缩率对楔横轧42CrMo/Q235层合轴界面结合特性的影响  [PDF]
闵海涛,彭文飞,吴焕铭,徐东明,吴志军,束学道
哈尔滨工程大学学报 , 2018, DOI: 10.11990/jheu.201708050
Abstract: 断面收缩率为楔横轧工艺的重要参数,对轧件的成形质量具有显著影响。本文采用楔横轧方法成形42CrMo/Q235层合轴,探究断面收缩率对楔横轧42CrMo/Q235层合轴的界面结合强度、界面显微组织、元素Cr扩散、显微硬度以及拉伸断口形貌等界面特性的影响。研究结果表明:经过楔横轧高温轧制成形,基材Q235与覆材42CrMo实现良好的冶金结合,界面结合强度随断面收缩率的增加而增大。随断面收缩率增加,结合界面处的晶粒度减小,Cr元素由覆材42CrMo向基材Q235的扩散深度增加,与界面距离相同位置处的显微硬度增加;与此同时,随着断面收缩率增加,拉伸断口韧窝尺寸减小,韧窝氧化物颗粒越弥散。但当断面收缩率在65%以上时,轧件覆层易缩颈或发生断裂。
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