連續(xù)螺旋葉片錐輥異面軋制過程的有限元模擬與成形規(guī)律研究.pdf

1、錐輥異面輾軋成形是螺旋葉片成形工藝中較為先進(jìn)的成形方法，具有許多優(yōu)于其他成形方法的突出特點(diǎn)，有著較為廣泛的運(yùn)用。但因其工藝復(fù)雜，調(diào)整參數(shù)困難，生產(chǎn)廠家長期以來采用經(jīng)驗(yàn)試軋法，浪費(fèi)了大量的鋼材，破壞了該方法省材、高效的優(yōu)勢。本文的研究旨在通過對錐輥軋制機(jī)理的研究和成形規(guī)律的總結(jié)，解決軋制參數(shù)調(diào)整難題，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。同時，豐富了金屬軋制工藝?yán)碚?，為錐輥軋制研究提供新的研究手段。 本文進(jìn)行了錐輥異面輾軋機(jī)理的分析，包含了面內(nèi)分析和滾彎

2、成距分析兩部分。推導(dǎo)并確立了異面輾軋的咬入條件、穩(wěn)定軋制條件、運(yùn)動學(xué)條件、平衡條件和中性角。 建立輥面方程，推導(dǎo)出控制軋制變形區(qū)的主要參數(shù)解析算法并確立了輥縫t和輥縫方位角α的迭代求解法。討論了三位置參數(shù)S<,1>、S<,2>、Z對t和α的影響。 確定表征錐輥和軋件空間位置的參數(shù)。用C語言編制螺距D、螺徑T的計(jì)算和調(diào)整優(yōu)化程序，分別討論了錐輥設(shè)為剛性體和錐輥設(shè)為彈塑性體兩類情況下空間位置參數(shù)對螺旋葉片形態(tài)影響的規(guī)律，為軋

3、制模擬提供空間參數(shù)參考值。 確定使用彈塑性有限元法分析螺旋葉片軋制過程。對模擬中的關(guān)鍵技術(shù)如接觸、摩擦模型、網(wǎng)格重劃等問題作了相應(yīng)的研究和探討。建立了錐輥異面軋制模型，通過模擬，系統(tǒng)分析討論了軋制模擬過程中的應(yīng)力、應(yīng)變、接觸摩擦力、接觸壓力、力距、寬展的變化。分類模擬了各類參數(shù)對軋制過程和葉片形態(tài)的影響，總結(jié)了空間和幾何參數(shù)S<,1>、S<,2>、H、△θ、θ<,0>以及摩擦系數(shù)μ<,s>、材質(zhì)M、錐輥角速度ω等參數(shù)對軋制過程受