對渦輪增壓器葉輪與齒圈進(jìn)行模具優(yōu)化設(shè)計-文庫吧
2025-06-15 01:01 本頁面
【正文】 并獲得了一個良好的結(jié)果。這個預(yù)先設(shè)計的方法是由劉，等研究出的，它結(jié)合了有限元為基礎(chǔ)的模擬和UBE為基礎(chǔ)的逆向模擬。[5]。布拉姆利，[6]，已運用TEUBA，這是一個UBET為基礎(chǔ)的用于鍛造成形反向模擬設(shè)計的計算機程序這種方法是以最終所需外形和模具反向流速為基礎(chǔ)的方式，在模具的材料最深切的終鍛腔形成一個自由邊界，在一定的工步內(nèi)材料反向流進(jìn)去然后模具鋼坯分開這就完成了鍛造的預(yù)成形。趙，等。[7]運用有限元的模具逆向跟蹤方法進(jìn)行了通用渦輪盤過程的鍛模設(shè)計。最后，米莫翰里波和杰伊谷那山克勒[8]使用UBET反向模擬環(huán)件軋制和鍛造齒圈。齒圈項目在這個文件里做了報告。在UBET理論中可以找到許多優(yōu)秀的文獻(xiàn)，所以不在這里重復(fù)。2。渦輪分析[1]有限元分析（FEA）技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)為改良模具、設(shè)備設(shè)計和改善材料性能提供了重要的聯(lián)系。代碼輸入到有限元，包括材料特性的工件（流程應(yīng)力和熱性能）和工具/工件界面（摩擦和傳熱屬性），以及工件與模具的幾何形狀。對于典型的輸出包括預(yù)測成形載荷，應(yīng)變，應(yīng)變率和溫度等值線圖，及模具變形。這種模型的研究方法是：1。模型如預(yù)成形（鐓模等）的固體坯料邊緣首先在CAD軟件制成和上下模具閉模鍛造一樣。該模型導(dǎo)出的三維有限元分析技術(shù)，如FV的（有限體積）分析（模擬）通過SUPERFORGE[9]可發(fā)現(xiàn)實際鍛造模具的旋轉(zhuǎn)部分在設(shè)計中的缺陷。2。要著力優(yōu)化預(yù)成形設(shè)計。3。確定最佳的預(yù)成形設(shè)計和基于最優(yōu)化結(jié)果完成的效果，并驗證此方法的適用性。在閉塞模鍛過程中最重要的方面是預(yù)成形或（初鍛模）設(shè)計，以達(dá)到足夠的金屬分布。有了正確的預(yù)成形設(shè)計，無缺陷金屬流動和完整的模具填充可以實現(xiàn)在終鍛造過程中金屬損耗和溢料減至最低。決定這預(yù)成形結(jié)構(gòu)并涉及到金屬流動的了解是一個特別艱難的任務(wù)。三維造型軟件SolidEdge的是用于建立零件，毛坯及模具。SolidEdge中可以經(jīng)過選擇找到一部分模擬的體積。SolidEdge的選項提供了布爾運算，其中一個特定的形狀，可減去或添加到其他形狀上。在本研究中，上模和下模都沒有進(jìn)行布爾運算。SimufactSUPERFORGE用來模擬鍛造工藝。3。有限體積方法傳統(tǒng)的有限元網(wǎng)格劃分時，盡力跟蹤變形材料。然而，當(dāng)采用有限體積法，使用有限體積固定參照系來劃分網(wǎng)格，這樣毛坯材料就可通過網(wǎng)格。能量，材料的質(zhì)量和動量從一個部件傳到另一個部件。有限體積法是通過體積元素在空間相交的點來進(jìn)行網(wǎng)格劃分。下坯模的物質(zhì)能在整個網(wǎng)格分析時運動。因此，經(jīng)過固定體積元素的物質(zhì)運動是由有限體積求解器做出的。模具就像運用有限元劃分網(wǎng)格法在模擬鍛造材料流程邊界時一樣工作。材料的應(yīng)力包括有限元分析時加在模具表面的壓力。在有限體積法里，網(wǎng)格必須足夠大，以覆蓋發(fā)生變形后的工件材料?；镜挠邢拊W(wǎng)格也就像一個容器而材料不能離開的網(wǎng)格。根據(jù)有限體網(wǎng)格足以進(jìn)行分析應(yīng)力波反射和應(yīng)力恢復(fù)。有限體積法的計算機模擬模型，有利于毛坯材料內(nèi)在的鍛造變形，由于這種獨特的操作。此外，重劃網(wǎng)格技術(shù)通常被認(rèn)為是基于3D有限元模擬鍛造方法的主要瓶頸，所以就完全消除了[9,10]。圖3上模、下模和工件了解不同預(yù)成形設(shè)計的最小塑性應(yīng)變對模具的影響是很重要的，根據(jù)數(shù)值范圍比較來確定一致的工件有效塑性應(yīng)變。十大幾何預(yù)成形模具設(shè)計用來分析工件的有效塑性應(yīng)變，即最小有限塑性應(yīng)變的最大值和最小值。這個最低范圍就是特殊預(yù)成形時最合適的有效塑性應(yīng)變范圍。表1顯示了10種不同的預(yù)成形幾何設(shè)計方式。在預(yù)成形設(shè)計時使用最好的幾何方法有助于提高最低有效塑性應(yīng)變，也使工件更加均勻。在預(yù)成形設(shè)計時最好設(shè)計一個凸起的圓錐以便能夠穿透金屬死區(qū)（DMZ）。表1：瓶坯所有的測試案例設(shè)計案例＃說明設(shè)計一平瓶坯模具 2 Preform flat 瓶坯平 upper die with 與上模 protruding ring 突出環(huán)
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