數(shù)值模擬技術(shù)在大型鍛件生產(chǎn)中的應(yīng)用概述(編輯修改稿)
2025-07-18 21:55 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 尺寸。使用該程序?qū)σ恢?20噸鋼錠的生產(chǎn)工藝所進(jìn)行的優(yōu)化，成功地解決了疏松進(jìn)入錠身的問(wèn)題。圖2顯示了工藝改進(jìn)前后，縮孔及疏松的模擬結(jié)果。(a)原工藝 (b)改進(jìn)工藝圖2 220噸鋼錠上縮孔疏松缺陷的分布采用MIPS軟件并結(jié)合正交設(shè)計(jì)的方法，對(duì)鋼錠結(jié)構(gòu)等工藝參數(shù)對(duì)縮孔大小的影響進(jìn)行了研究，得出了“冒口端部條件對(duì)縮孔疏松的影響最顯著，其次是側(cè)壁耐火磚的導(dǎo)熱系數(shù)，再次是錠身錐度，而錠身高徑比則影響不大”的結(jié)論。這對(duì)于工藝人員掌握鋼錠生產(chǎn)規(guī)律，并優(yōu)化工藝會(huì)有很大的幫助?！ IPS軟件不僅在普通鋼錠的凝固模擬及缺陷預(yù)測(cè)中取得了成功，而且已成功地應(yīng)用到無(wú)冒口或小冒口鋼錠，定向結(jié)晶錠以及空心鋼錠的研究當(dāng)中。尤其在定向結(jié)晶錠中，通過(guò)引入流場(chǎng)，對(duì)凝固過(guò)程中的傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行了數(shù)學(xué)描述，從而能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出鋼錠的偏析情況。 在大型鋼錠凝固過(guò)程中，錠模出現(xiàn)裂紋甚至報(bào)廢的現(xiàn)象也是不容忽視的。在MIPS軟件成功應(yīng)用的基礎(chǔ)上，我們又開(kāi)發(fā)了三維鋼錠錠模的應(yīng)力分析程序，有助于解決這一問(wèn)題?！″懺爝^(guò)程模擬及工藝優(yōu)化 鋼錠需要經(jīng)過(guò)鍛造才能達(dá)到產(chǎn)品所希望的形狀，這是大鍛件生產(chǎn)關(guān)鍵的一環(huán)，它的成功與否直接影響著整個(gè)生產(chǎn)。以前開(kāi)發(fā)的一些程序，由于大多針對(duì)某一具體的工藝過(guò)程，不具備造型功能，在模具運(yùn)動(dòng)或邊界條件的施加等方面存在著很大的局限性，通用性比較差。一旦遇到新的問(wèn)題，通常要對(duì)程序作較大的修改，無(wú)法滿足鍛造過(guò)程模擬的需要。針對(duì)這一問(wèn)題，我們采用與世界上成熟的商品化軟件，如ANSYS相結(jié)合的道路，利用ANSYS完善的前、后期處理功能，成功地解決了ANSYS不能進(jìn)行網(wǎng)格重劃的難題，開(kāi)發(fā)出了一套二維和三維的彈塑性、彈粘塑性大變形通用的鍛造過(guò)程模擬程序。該程序可以與ANSYS實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成，從而具有了較強(qiáng)的通用性。該軟件可以描述多個(gè)模具及其運(yùn)動(dòng)，能有效地控制加載；不僅可以得到金屬流動(dòng)、應(yīng)力、應(yīng)變的變化，而且可以得到載荷力，模具受力等信息，有助于在制定工藝時(shí)選擇合適設(shè)備，評(píng)估模具的磨損甚至破壞?！ 《嘞蚰ｅ懝に嚲C合了模鍛和擠壓工藝的特點(diǎn)，可以制造外形復(fù)雜、中空、無(wú)飛邊鍛件。過(guò)去，這方面的研究多采用物理實(shí)驗(yàn)方法，如采用在鉛試樣對(duì)稱面上劃網(wǎng)格或做低倍實(shí)驗(yàn)等來(lái)研究金屬的流動(dòng)情況。由于多向模鍛件外形復(fù)雜、中空，且在封閉型腔內(nèi)成形，影響因素較多，金屬變形流動(dòng)過(guò)程極為劇烈、復(fù)雜，所以這些物理實(shí)驗(yàn)方法都存在著一定的局限性，如網(wǎng)格法對(duì)于劇烈的變形將失去作用，低倍實(shí)驗(yàn)對(duì)于復(fù)雜的流動(dòng)也會(huì)得不到清晰的金屬流線。更重要的是，通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)，只能對(duì)變形過(guò)程的某一方面進(jìn)行研究，而得不到對(duì)變
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