材料加工数值模拟技术

精品文档---下载后可任意编辑《材料加工数值模拟技术》期末综述报告题目：扭压复合加载之 DEFORM 模拟学院：学号：姓名：指导老师：机械工程及自动化学院SY1107110许亿张彦华教授2024 年 6 月1 绪论[1]锻造成形是现代制造业中的重要加工方法之一。锻造成形的制件有着其他加工方法难以达到的良好力学性能。随着科技进展，锻造成形工艺面临着巨大的挑战：各行业对锻件质量和精度的要求越来越高，成本要求越来越低。这就要求设计人员在尽可能短的时间内设计出可行的工艺方案和模具结构。但目前锻造工艺和模具设计，大多仍然采纳实验和类比的传统方法，不仅费时而且锻件的质量和精度很难提高。随着有限元理论的成熟和计算技术的飞速进展，运用有限元数值模拟进行锻压成形分析，在尽可能减少或无需物理实验的情况下，得到成形中的金属流动规律、应力场、应变场等信息，并据此设计工艺和模具，已经成为一种行之有效的手段。锻造成形大多属于三维非稳态塑性成形，一般不能简化为平面或轴对称等简单问题来近似处理。在成形过程中，即存在材料非线性，又有几何非线性，同时还存在边界条件非线性，变形机制十分复杂，并且接触边界和摩擦边界也难以描述。应用刚(粘)塑性有限元法进行三维单元数值模拟，是目前国际公认的解决此类问题的最好方法之一。本文针对镦粗这一锻造中常用的加工方式，采纳 DEFORM 数值模拟软件对其进行模拟，从而显现出数值模拟技术的巨大优势。2 镦粗工艺的概述2.1 镦粗的定义自由锻是锻造常用的加工方法，自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，而镦粗是自由锻的一种常用加工方式，既使毛坯高度减小而横截面增大的成形工序，它可以用于以下几个方面：1.由横截面积较小的坯料得到横截面较大而高度较小的锻件。2.冲孔前增大坯料横截面和平整坯料端面。3.提高下一步拔长时的锻造比。4.反复进行镦粗与拔长可以破裂合金工具钢中的碳化物。镦粗一般可分为平砧镦粗、垫环镦粗和局部镦粗三类。本文涉及的主要是平砧镦粗。2.2 镦粗缺陷及问题在镦粗过程中，由于工件与工具存在摩擦，阻碍金属流动，使成形所需的压力增加及导致不均匀变形，可能产生裂纹，鼓形等。同时在高温下镦粗时，温度降低快，屈服极限较高，产生不均匀变形更加明显。精品文档---下载后可任意编辑如上图所示，开始镦粗后上下表面有摩擦力，阻碍金属向外流动，中间...