基于VUAMP子程序的臺階錐形環(huán)件軋制成形研究.pdf

1、臺階錐形環(huán)件軋制成形技術是先進的成形技術之一，但由于軋制影響因素較多，軋制過程較為復雜，是一個集幾何非線性、物理非線性的耦合過程，邊界條件具有復雜性、不穩(wěn)定性、動態(tài)變化性等特點，因此，對該類復雜異形環(huán)件的金屬流動規(guī)律的研究比較困難，且軋制過程中導向輥運動難以控制，限制的該項技術在國內的推廣應用。論文較為系統(tǒng)的分析了臺階錐形環(huán)件的軋制變形條件，針對有限元分析過程中的導向輥控制難題，基于ABAQUS/Explicit動態(tài)顯式方式，開發(fā)了VU

2、AMP導向輥運動控制自適應子程序，實現(xiàn)軋制過程對導向輥的有效控制，提出了臺階錐形等復雜異形環(huán)件毛坯設計的基本方法，建立了環(huán)件軋制模型，分析了臺階錐形環(huán)件成形過程中的金屬流動規(guī)律，研究了軋制成形過程中主要工藝參數(shù)對寬展變形、等效塑性應變PEEQ、軋制力和軋制力矩等的影響規(guī)律。
　　基于VUAMP子程序的臺階錐形環(huán)件近終形軋制研究結果表明：①通過有限元分析驗證，本文所開發(fā)的VUAMP子程序在臺階錐形環(huán)件軋制過程中可以始終保持和環(huán)件外徑

3、貼緊，起到穩(wěn)定軋制、校正圓度的作用，保證了環(huán)件軋制過程的進行，提高了環(huán)件軋制質量。②復雜異形環(huán)件軋制毛坯按照形狀相似、截面相等、體積不變等三條設計準則，并考慮到環(huán)件制坯的工藝要求，對設計后的毛坯進行優(yōu)化修正，可以滿足復雜異形環(huán)件軋制對毛坯優(yōu)化設計的需要。③臺階錐形環(huán)件軋制結果研究表明：復雜異形環(huán)件軋制過程中，軋制階段可以分為截面輪廓填充階段、直徑增長階段和整圓階段。在軋制初期，環(huán)件變形主要集中在截面輪廓成形，環(huán)件直徑增長很??；截面輪廓成

4、形結束后，環(huán)件直徑迅速增加；軋制后期，芯輥進給停止，環(huán)件進入整圓階段。④軋制過程中，臺階錐形環(huán)件大端、小端的最大以及最小寬展，隨著芯輥進給速度的增加而減小，隨著驅動輥轉動速度的增加而增加。⑤在環(huán)件軋制過程中，環(huán)件的等效塑性應變PEEQ平均值PEEQa和等效塑性應變標準差SDP變化趨勢相同，隨著芯輥進給速度的增加而減小，隨著驅動輥轉速增加而增加。較大的芯輥進給速度和較小的驅動輥轉動速度對于提高環(huán)件截面軋制均勻程度有利。⑥軋制過程中，軋制力

5、和軋制力矩呈線性關系，變化趨勢相同，隨著芯輥進給速度的增加而增加，隨著驅動輥轉速的增加而降低。
　　臺階錐形環(huán)件軋制研究表明，雖然此類復雜截面環(huán)件軋制成形難度較大，但是通過有限元分析其軋制特性，了解軋制過程中材料流動規(guī)律和截面變形規(guī)律，通過優(yōu)化控制芯輥進給速度和驅動輥轉動速度工藝參數(shù)，可以有效提高環(huán)件軋制質量，優(yōu)化控制導向輥運動，保證環(huán)件軋制的平穩(wěn)形，并可以有效提高環(huán)件圓度。通過軋制成形的方法，可以有效提高材料利用率，減少后續(xù)機械