有限元模型及模擬條件設(shè)置：如圖 3.8，坯料為 30Cr2Ni4Mo V 鋼錠，高度 H 為100mm，直徑 D 為 200mm，高徑比為 0.5，初始溫度為 1200℃，網(wǎng)格劃分為 20000 個(gè)。上下模具材料選為剛性材料。上模下壓速度為 5mm/s，下壓量為 40%，下模繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)，平砧鐓粗角速度為 0，扭轉(zhuǎn)鐓粗選擇角速度為 0.1rad/s，摩擦系數(shù)選取 0.3。各參數(shù)對(duì)比如表 3-5 所示，其中平均等效應(yīng)變計(jì)算為：在鋼錠中心橫截面沿軸線方向取 5個(gè)節(jié)點(diǎn)，再沿徑向方向取 4 個(gè)點(diǎn)，并測(cè)量各個(gè)節(jié)點(diǎn)的等效應(yīng)變值，然后計(jì)算平均等效應(yīng)變值。

從表 3-6 可以看出，扭轉(zhuǎn)鐓粗比傳統(tǒng)平砧鐓粗下壓載荷有所減小，這是由于扭轉(zhuǎn)鐓粗在坯料上施加了扭矩，存在剪應(yīng)力，從而降低了在鐓粗時(shí)所需的下壓載荷。而對(duì)于等效應(yīng)變來(lái)說(shuō)，扭轉(zhuǎn)鐓粗最大最小等效應(yīng)變差值比較小，等效應(yīng)變分布較平砧鐓粗均勻，但是所產(chǎn)生的最大有效應(yīng)變值相等較小。從圖 3.9 可以看出，相對(duì)于平砧鐓粗，扭轉(zhuǎn)鐓粗的難變形區(qū)域明顯減小，增大了鐓粗對(duì)鋼錠心部材料的影響，從而能更好的細(xì)化鋼錠的晶粒，使得鍛件質(zhì)量提高。