【摘 要】
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冷锻成形中的摩擦会直接影响冷锻件的形状尺寸和表面质量以及模具磨损情况和使用寿命,因此需要合理高效地评价冷锻中的摩擦。各向同性的金属在经过冷挤压、锻造、拉拔和轧制等
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冷锻成形中的摩擦会直接影响冷锻件的形状尺寸和表面质量以及模具磨损情况和使用寿命,因此需要合理高效地评价冷锻中的摩擦。各向同性的金属在经过冷挤压、锻造、拉拔和轧制等大塑性变形后,性能上往往会显示出各向异性,而各向异性会对材料变形产生影响。本文通过有限元模拟和实验,研究了材料各向异性对冷锻镦粗后圆环变形的影响,分析了材料各向异性对冷锻摩擦系数的影响规律。论文的主要研究工作如下: (1)分析了传统圆环镦粗方法的缺点,通过有限元模拟和实验,说明了带外凸台的圆环镦粗方法在评价冷锻成形摩擦状况和润滑效果时的优越性。 (2)通过有限元模拟分析了不同正交各向异性的带外凸台圆环的镦粗过程,发现圆环形状最终变为椭圆,而且材料各向异性越大,椭圆度就越大;在低摩擦时,圆环变形后椭圆度较大,随着摩擦系数增大材料各向异性对圆环变形的影响减小。 (3)在各向同性的带外凸台的圆环表面每90°的范围内交替设置两种摩擦系数,形成摩擦各向异性,分析了摩擦各向异性时带外凸台圆环的镦粗过程。结果表明:变形后圆环的形状为椭圆,当摩擦各向异性比增大时,圆环椭圆度变大;圆环表面的摩擦切应力主要取决于对应的摩擦系数,椭圆0°和90°方向的正压力变化较小,而材料各向异性时,椭圆两个方向摩擦切应力的变化百分比与其正压力的变化百分比相一致。 (4)利用常摩擦力条件分析了各向同性材料和各向异性材料对摩擦的敏感度。模拟了各向同性和3种不同横观各向同性的带外凸台圆环的镦粗过程,发现横观各向同性圆环如果被误当作各向同性,在求摩擦系数时就会产生较大误差,摩擦系数比实际值偏大。
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