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文檔簡介
1、隨著環(huán)境污染的加重,我國非常重視風電代替火電的建設,所以對風力發(fā)電設備的要求也越來越高。大型法蘭鍛件是風力發(fā)電設備的重要連接件件之一,風電設備大都工作環(huán)境惡劣,對大型法蘭件的抗壓和抗腐蝕性能要求很高。除此之外隨著航空航天和機械交通等行業(yè)的快速發(fā)展,對于大法蘭件需求量也快速的增加,由于加工配合等方面的原因,不僅需要尺寸精度必須保證在合理的誤差范圍內(nèi),還需要有良好的微觀組織結(jié)構(gòu),確保其性能的穩(wěn)定。
本文在 DEFORM軟件平臺上建
2、立大型法蘭件的宏觀有限元模型,基于金屬塑形變形的體積不變原理,在軟件平臺上進行鐓粗和輾環(huán)過程有限元分析的數(shù)值模擬。首先分析成形過程中的應力場應變場和溫度場的演化規(guī)律,然后研究了鐓粗過程中的微觀組織演變規(guī)律,取得了如下研究成果:
(1)同一壓下率下,高徑比越大應力和應變變化越小,同一高徑比下,壓下率越大應變越明顯,在坯料鐓粗過程中,應變是由上下模具接觸的中間部分向心部越來越大的。
(2)高徑比,摩擦系數(shù),空洞位置和壓下
3、率是影響空洞閉合的主要因素,高徑比越接近1時空洞閉合越容易,因為此時上下兩端部受到摩擦力的束縛最?。荒Σ料禂?shù)影響摩擦力的大小,所以摩擦系數(shù)越大材料流動性越差,空洞閉合越困難;在中心軸線上的空洞位置相比之下最容易閉合的,中心軸線是距離斷面最遠的,所受斷面效應最弱;壓下率是影響空洞閉合最重要的因素,接近正比例函數(shù)。
(3)不同的溫度、應變速率、初始晶粒度和摩擦因子對空洞周圍的微觀組織也產(chǎn)生不同的影響。晶粒再結(jié)晶程度隨著溫度的升高而
4、升高,晶粒度隨著應變速率的增大而增大,隨著初始晶粒度的降低而減少。
(4)空洞閉合程度的大小從微觀上來看是空洞周圍組織的再結(jié)晶程度和晶粒度決定的,再結(jié)晶程度越高,晶粒度越小空洞閉合程度越高。
本文對輾環(huán)過程進行了宏觀和微觀的研究,宏觀上以對應力應變和溫度的分布情況為依據(jù),微觀上以晶粒尺寸變化和動態(tài)再結(jié)晶比例為依據(jù),同時在輾環(huán)過程中還伴隨有靜態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生。本文研究成形過程中的微觀組織是通過動態(tài)再結(jié)晶體積分數(shù)和平均晶粒
5、尺寸來進行的,取得了如下研究成果:
(1)坯料初始溫度,高徑比和輾擴比以及軋輥的運動速度都是影響應力應變和溫度分布不均勻的主要因素。初始溫度越高,高徑比越大,驅(qū)動輥和錐輥轉(zhuǎn)速越大溫度和應力應變分布越均勻。
(2)鐓粗過程的工藝參數(shù)如壓下率、初始溫度、摩擦系數(shù)和高徑比等,都會輾環(huán)過程的動態(tài)再結(jié)晶體積分數(shù)和平均晶粒尺寸產(chǎn)生顯著影響。
(3)輾環(huán)過程中的軋輥的運動速度、初始溫度是影響成品環(huán)件組織的重要因素。軋輥的
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