冷擠壓組合凹模失效分析及擠壓過程數(shù)值模擬.pdf

1、冷擠壓作為一種高精、高效、優(yōu)質低耗的先進生產工藝技術,已被廣泛應用于工業(yè)生產。冷擠壓金屬在三向壓應力作用下變形,使得擠壓模具承受的擠壓力非常大,模具壽命短,因此研究擠壓過程中凹模的應力變化對分析模具失效、提高模具壽命起到了重要作用。
　　本文通過螺釘擠壓成形實驗,觀察冷擠壓組合凹模模具的失效現(xiàn)象;同時基于彈塑性有限元模擬技術,采用有限元軟件DEFORM-2D對螺釘擠壓過程進行模擬,改變凹模的擠壓半錐角、長徑比及擠壓比,分析冷擠壓組

2、合凹模應力的分布及變化情況,對冷擠壓組合凹模的疲勞破壞機理進行探討,并建立了模具疲勞壽命估算模型,得出以下主要結論:
　　(1)冷擠壓組合凹模的失效主要是疲勞失效,疲勞裂紋主要出現(xiàn)在擠壓錐角附近。在擠壓錐角入口處和擠壓錐角出口附近,裂紋主要沿與凹模內表面成45°方向產生并向模具外表面擴展,而在擠壓錐角入口后方數(shù)毫米處,內表面裂紋主要沿90°方向產生并向模具外表面擴展。
　　(2)由DEFORM-2D軟件對組合凹模的擠壓過程模

3、擬的結果可知,在組合凹模的擠壓過程中,凹模的切向受力由壓應力逐漸變化成拉應力,切向拉應力和最大等效應力主要發(fā)生在擠壓錐角入口到入口后方數(shù)毫米之間和擠壓錐角出口前方數(shù)毫米處,與實驗中裂紋出現(xiàn)的位置相一致。
　　(3)凹模擠壓半錐角、長徑比及擠壓比對模具應力產生影響,當擠壓半錐角和模具長徑比減小時,凹模擠壓錐角處的最大等效應力增大;當擠壓比減小時,擠壓錐角處的最大等效應力減小。
　　(4)將有限元模擬結果與局部應力-應變法相結合