【正文】 精鍛機(jī)及坯料參數(shù)(1)精鍛機(jī)鍛打頻率：200次/min。坯料長度：1000mm。(3)不考慮材料的缺陷及密度變化等問題。最小單元格的邊長約為12mm，其1/3約為4mm，為了使模擬結(jié)果更加準(zhǔn)確。載荷施加和位移約束的設(shè)定模擬采用位移來控制變形量,錘頭位移約束的設(shè)定由速度時(shí)間圖來控制其在徑向方向的鍛打,而操縱器的位移約束的設(shè)定由拉打速度時(shí)間圖來控制其在軸向的送進(jìn)。全部參數(shù)設(shè)定完成后，點(diǎn)擊Database generation檢查參數(shù)是否完整。在等效應(yīng)變場中,進(jìn)而定量確定鍛透性的大小。(a)(a)可以看出坯料在第2個(gè)道次破壞程度比第一道次大，表層金屬破壞主要集中在錘頭與坯料壓實(shí)后的兩側(cè)，這是由于錘頭下壓過程中將金屬擠出，金屬流動時(shí)與錘頭發(fā)生摩擦導(dǎo)致。(a) 第1道次破壞等值線(b) 第1道次PPP3破壞曲線圖 第1道次破壞(a) 第2道次破壞等值線圖(b) 第2道次PPP3破壞變化曲線 第2道次破壞 應(yīng)力分析，提取了該三點(diǎn)的等效應(yīng)力場在應(yīng)力分析中與破壞分析中每個(gè)道次取同樣的三個(gè)點(diǎn)，坐標(biāo)值不變。坯料芯部受到軸向的應(yīng)力，在相鄰兩個(gè)錘頭間的鼓形區(qū)和棱角處受到較大的拉應(yīng)力。合理的變形量，可以起到鍛合內(nèi)部缺陷，破碎碳化物，改善組織的效果。坯料的變形量由內(nèi)到外逐漸增大，且在鍛造時(shí)，由于錘頭的變形帶為斜面，所以，當(dāng)錘頭的壓下量一定時(shí)，坯料的變形是隨送進(jìn)量的增多而逐漸增大到10mm。所以，坯料在第2道次中，芯部被鍛透。 實(shí)際生產(chǎn)中大鋼錠的斷面尺寸大，疏松、孔隙等缺陷多集中于鋼錠的中心區(qū)域，在鍛造過程中，可以改變鋼錠的鑄態(tài)組織，大的變形量，可以將這些缺陷減小或鍛合。(3)鍛透性隨壓下量的增加而變大。同時(shí)感謝劉玉忠老師、閆華軍老師、代學(xué)蕊老師和魯素玲老師在我學(xué)習(xí)期間給予的幫助。 感謝在我困惑時(shí)無私給予我?guī)椭膭⑵麓T士和張健學(xué)長。 參 考 文 獻(xiàn)1 羅迪等，1996，17（2）：8~92 趙建政，1997，（2）：13~153 王世章，1984,9：89~904 ,1998,19（4）：36~37 5 C. Tornberg. etal. Proceedings, First, Inteernational High Speed Steel Conference,1990：107 6 . Brooks , Industrial Heating ,1990,57(11)：46 7 邢曉東，2009（21）：50 8 ，2005（5）：15~17 9 ，2009（3）：40~41. 10 ，2010（5）：59~60 11 ，2003（4）：51~52 12 ，1989，（4）：39~40 13 ，1995，（2）：26~28 14 Pang Zhenxu，Li Congxin，Ruan and Control of High Speed Forging Hydraulic of shanghaijiaotong University，2000，34(10)：1400~1401 15 馬占山，李大為，2004,23（6）：44~46 16 Qin Dongchen， Qi Jianzhong，Lu optimization design for lower beam of Y32500B fourcolumn hydraulic of Mechanical Strength，2001，23（2）：246~248 17 田甜，2009，177（5）：67~69 18 杜海威，劉凱泉，2008，（3）：103~105 19 俞漢清，：機(jī)械工業(yè)出版社，2008,271~283 20 ，[學(xué)位論文]，天津：河北工業(yè)大學(xué)，2007。扎實(shí)的專業(yè)知識功底，認(rèn)真的科研態(tài)度都給我留下了深刻的印象。特別是鄭偉工程師，在他的幫助下我才順利的完成了該課題的研究。而這一切，都要?dú)w功于韓老師的深切教誨與熱情鼓勵。本課題的研究工作是在韓老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從論文的選題、研究計(jì)劃的制定、技術(shù)路線的選擇到系統(tǒng)的開發(fā)研制，各個(gè)方面都離不開韓老師熱情耐心的幫助和教導(dǎo)。結(jié) 論通過數(shù)值模擬的應(yīng)力應(yīng)變分析可以的到以下結(jié)論：(1)鍛造過程中，坯料表層受到較大的破壞和應(yīng)力應(yīng)變，而芯部的破壞和應(yīng)力應(yīng)變較小，且受到的破壞和應(yīng)力應(yīng)變隨壓下量的增大而增大。(a) 第1道次應(yīng)變等值線（b）第1 道次PPP3應(yīng)變曲線 第1道次應(yīng)變(a) 第2道次應(yīng)變等值線（b）第2道次PPP3應(yīng)變曲線 第2道次應(yīng)變 小結(jié)綜合上述的破壞、應(yīng)力應(yīng)變分析可以看出，坯料在錘頭單邊壓下量為20mm的時(shí)候被鍛透。(a)第2道次的應(yīng)變等值線可以明顯的看出等值線的間距變小，一直到達(dá)芯部，表層的應(yīng)變量較芯部依舊很大，呈內(nèi)向外逐漸增大的趨勢，芯部的應(yīng)變值介于C和D兩條等值線之間。(b)可以看到芯部變形量很小，離等值線B=。在坯料送進(jìn)的開始階段，由于送進(jìn)量和壓下量都較小，三點(diǎn)的應(yīng)力值相差不大，但隨著送進(jìn)量的增加，三點(diǎn)的應(yīng)力增大且越靠近坯料表層受到的應(yīng)力越大。（a）第2道次應(yīng)力等值線（b）第2 道次PPP3應(yīng)力曲線 第2道次應(yīng)力應(yīng)力反映了坯料在鍛造過程中的首例狀況，當(dāng)坯料受到的應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限時(shí)就會發(fā)生起皺或開裂的缺陷。(b)(b)可以看出，隨著壓下量的增大，破壞增大，而且越是接近表面，金屬的破壞程度越大。利用DEFORM點(diǎn)追蹤功能。（a）錘頭壓下量(b) 夾持器送進(jìn) (c) 夾持器旋轉(zhuǎn) 第1道次速度時(shí)間圖 （a）錘頭壓下量（b）夾持器送進(jìn)（c）夾持器旋轉(zhuǎn) 第2道次速度時(shí)間圖 5 模擬結(jié)果及分析 鍛透性根據(jù)上一章的前處理的參數(shù)，對該鍛造工藝進(jìn)行了模擬，并從鍛造后工件的破壞因子、等效應(yīng)變及等效應(yīng)力三個(gè)方面進(jìn)行分析，以此分析工件鍛造后的破壞狀況及鍛透性。時(shí)間增量為1秒。由于坯料只要通過錘頭整形帶便達(dá)到要求尺寸，故模擬時(shí)無需全部鍛造，經(jīng)計(jì)算在第1道次中夾持器送進(jìn)10次時(shí)，坯料在整形帶的長度大于65mm。在Interobject下設(shè)定各部分之間的摩擦因素：，夾持器與坯料間的摩擦因素要使的夾持器與坯料不能發(fā)生滑動，故取摩擦因素為100。終鍛溫度：960℃基本假設(shè)：(1)整個(gè)過程為恒溫，不考慮溫度效應(yīng)。/s。(3)將導(dǎo)入的夾持器即Object 8沿Z軸旋轉(zhuǎn)180，再沿X正向移動1050mm為了保證夾持器內(nèi)底與坯料接觸，在Interference中設(shè)定Object 8 與workpiece在X負(fù)方向接觸。 Die。將模型導(dǎo)入到DEFORM3D時(shí)，由于建模時(shí)不在一起，導(dǎo)入時(shí)位置還需調(diào)整。 坯料模型 夾持器 模型導(dǎo)入 各部分位置的確定進(jìn)入DEFORM3D前處理界面，在DEFORM SIMULATION下添加坯料和模具。坯料及夾持器選右視基準(zhǔn)面，以坐標(biāo)原點(diǎn)為中心點(diǎn)建立。 (6)具有強(qiáng)大的數(shù)控加工能力。它具有很突出的優(yōu)點(diǎn)，在設(shè)計(jì)階段就可以把很多后續(xù)環(huán)節(jié)要使用的有關(guān)信息存放到數(shù)據(jù)庫中。產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，更改越頻繁，則采用三維實(shí)體軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的優(yōu)越性越突出。它完全集成了表面和實(shí)體建模技術(shù)，是一個(gè)領(lǐng)先的造型軟件。特別是在板殼類問題中，避免了單元間難以協(xié)調(diào)的困難[19]。 雜交有限元雜交應(yīng)力元由卞學(xué)簧于1964年首次提出，其后雜交元理論不斷發(fā)展，其應(yīng)用對象從二維，平板發(fā)展到三維和殼體，在橡膠類材料的小變形中得到了應(yīng)用。為了避免數(shù)值上的困難，插值函數(shù)和求單元剛度陣的數(shù)值積分是分開進(jìn)行的。盡管混合變分公式的具體形式不同，但最終的離散方程皆有如下形式：其中[K ]，[E ] 為單剛中非零矩陣，上標(biāo)T 表示轉(zhuǎn)置；Δu 為位移增量；Δp 為靜水壓力增量；R為單元等效外力；F 為單元內(nèi)力；I 為不可壓縮修正項(xiàng)。人們常采用拉格朗日乘子法、罰有限元法和雜交有限元。DEFORM用來分析變形、傳熱、熱處理、相變和擴(kuò)散之間復(fù)雜的相互作用,各種現(xiàn)象之間相互耦合。 DEFORM的功能(1)成形分析：①冷、溫、熱鍛的成形和熱傳導(dǎo)偶合分析,提供材料流動、模具充填、成形載荷、模具應(yīng)力、纖維流向、缺陷形成和韌性破裂等信息；②豐富的材料數(shù)據(jù)庫,包括各種鋼、鋁合金、鈦合金等,用戶還可自行輸入材料數(shù)據(jù)；③剛性、彈性和熱粘塑性材料模型,特別適用于大變形成形分析,彈塑性材料模型適用于分析殘余應(yīng)力和回彈問題,燒結(jié)體材料模型適用于分析粉末冶金成形；④完整的成形設(shè)備模型可以分析液壓成形、錘上成形、螺旋壓力成形和機(jī)械壓力成形；⑤溫度、應(yīng)力、應(yīng)變、損傷及其他場變