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扭轉(zhuǎn)鐓粗塑性有限元法的分類[ 04-13 09:05 ]

金屬塑性成形根據(jù)變形特征可以分為兩類：體積成形和板料成形工藝。金屬材料在鍛造、軋制、擠壓等體積成形時會產(chǎn)生較大的塑性變形，而彈性變形由于相對較少，因此可忽略。然而對于如冷沖壓、冷軋等板料成形金屬材料雖然變形也較大，但是彈性變形已經(jīng)達到了不能忽略的比例，所以彈性變形與塑性變形需要同時考慮?；谝陨蟽煞N情況，在建立材料模型時就分為了剛塑性材料模型和彈塑性材料模型。剛塑性有限元法采用 Levy-Mises 率方程和 Mises 屈服準則求解未知量為節(jié)點速度，在忽略彈性變形后，由經(jīng)驗表明對熱變形過程中的精度影響并不大。通過

有限元法隨商品軟件出現(xiàn)的發(fā)展[ 04-13 08:05 ]

模擬理論及其技術(shù)的日益成熟，為有限元模擬軟件的商品化創(chuàng)造了有利的條件，有限元軟件開始不僅僅應用與實驗室，已經(jīng)開始面向企業(yè)，用于開發(fā)實際的產(chǎn)品和質(zhì)量控制中。其中運用比較廣泛的是美國的 DEFORM 和法國的 FORGE，它們不僅有較強的塑性問題分析能力，而且具有了良好的前后處理功能和友好的用戶界面，這些特點都是基于 CAD 技術(shù)的進一步發(fā)展。隨著模擬技術(shù)與軟件的逐步提高，塑性有限元法在金屬成形中得到了更加深入的應用與發(fā)展，幾乎所有的成形工藝問題都可以被分析，并且分析對象的復雜程度也不斷增加，求解的問題也由二維擴展到三

塑性有限元法的基本原理及發(fā)展歷程與趨勢[ 04-12 10:05 ]

有限元法是隨著計算機硬件技術(shù)及其相關(guān)軟件技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種現(xiàn)在數(shù)值計算方法。它在金屬塑性加工領(lǐng)域的出現(xiàn)開始于上世紀 70 年代。近 40 年的發(fā)展使得有限元法成為方法種類較為齊全、軟件功能豐富、工程應用廣泛，其中剛塑性有限元法的應用與發(fā)展尤為顯著。 金屬塑性加工是金屬加工的一種重要工藝方法，它不僅生產(chǎn)效率高、原材料消耗少，而且可以有效地改善金屬材料的力學性能和組織。而且塑性加工作為制造業(yè)的一個重要分支，廣泛地應用于制造業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，全世界四分之三的鋼材需要經(jīng)過塑性加工，在發(fā)展迅猛的汽車業(yè) 60%

扭轉(zhuǎn)鐓粗的主要研究內(nèi)容和意義[ 04-12 09:05 ]

扭轉(zhuǎn)鐓粗工藝還并未像形砧工藝那樣被實際應用于生產(chǎn)當中。其工藝參數(shù)與傳統(tǒng)鐓粗工藝對比較為復雜，所以還需要進一步對扭轉(zhuǎn)鐓粗影響因素進行細致、深入的研究，并設(shè)計更為好的扭轉(zhuǎn)鐓粗裝置來通過實驗為實際生產(chǎn)提供依據(jù)。 本文主要研究的內(nèi)容如下： （1）通過 DEFORM-3D 模擬軟件對 30Cr2Ni4Mo V 低壓轉(zhuǎn)子鋼進行數(shù)值模擬，通過設(shè)定不同的高徑比、摩擦因子、下壓速度、扭轉(zhuǎn)角度等工藝參數(shù)，分析其所需變形力及應變分布情況，來優(yōu)化扭轉(zhuǎn)鐓粗實驗的工藝參數(shù)。 （2）建立四因素三水平的正交表，通過

扭轉(zhuǎn)鐓粗裝置的研究[ 04-12 08:05 ]

一項新的理論、新的工藝的提出，都是為了將來能使其運用到實際或者科研實驗當中。而設(shè)備就是將理論用于現(xiàn)實的橋梁。扭轉(zhuǎn)鐓粗工藝自提出到現(xiàn)在，有諸多學者和科研單位致力于扭轉(zhuǎn)鐓粗裝置的研發(fā)。根據(jù)不同的扭轉(zhuǎn)方式，設(shè)計扭轉(zhuǎn)鐓粗裝置主要有兩類裝置如圖 1.3。第一類裝置是上壓頭在鐓粗的同時做扭轉(zhuǎn)運動，扭矩和下壓載荷都是上壓頭提供。第二類裝置是上壓頭只提供軸向下壓載荷，而下砧處為一扭轉(zhuǎn)工作臺，提供扭矩。第二類裝置的好處是可以軸向下壓載荷與扭矩可以分別控制，有利于工藝參數(shù)的調(diào)整。扭轉(zhuǎn)鐓粗裝置最早是二十世紀五十年代前蘇聯(lián)的專家通過改造了

扭轉(zhuǎn)鐓粗工藝理論[ 04-11 10:05 ]

扭轉(zhuǎn)鐓粗工藝其實質(zhì)是復合加載變形工藝的一種，在鐓粗的過程當中，利用鍛件與模具之間的摩擦力，使得本來對鐓粗起到有害作用的摩擦力變成有利于變形質(zhì)量的剪切應力，提高鍛件內(nèi)部的靜水壓力，從而提高鍛件內(nèi)部的應力應變狀態(tài)，使得變形更加均勻化，改善了普通平砧鐓粗工藝。扭轉(zhuǎn)鐓粗工藝由于增加了剪切應力，使得變形更加容易，因此軸向的壓應力便有所減小，并且改善了鍛件組織，可以提高非密實件的可焊性。與此同時，扭轉(zhuǎn)鐓粗工藝可以使鍛件產(chǎn)生較大的塑性變形，這樣可以打碎鑄態(tài)組織，改變鍛件內(nèi)部組織形態(tài)，細化晶粒，材料更加致密，因此用扭轉(zhuǎn)鐓粗工藝可以

形砧鐓粗工藝[ 04-11 09:05 ]

為了消除傳統(tǒng)平砧鐓粗工藝所無法解決的鼓形、難鍛合缺陷以及應力應變分布不均勻等問題，我國科學工作者提出了許多新的鍛造工藝理論及技術(shù)。燕山大學機械工程學院的劉助柏教授以主動塑性變形區(qū)和被動塑性變形區(qū)的角度考慮，對普通平板間鐓粗圓柱體提出了兩個重要的新理論，即當高徑比大于1時的剛塑性力學模型的拉應力理論和當高徑比小于1時的靜水應力力學模型的剪應力理論。同時劉助柏教授還針對傳統(tǒng)平砧鐓粗的不足，提出了一種形砧鐓粗工藝—錐形板鐓粗工藝。李錦提出先壓凹端面然后再去平板鐓粗，李緯民提出錐形板鐓粗加局部壓平的新鍛壓工藝等

鐓粗工藝的研究意義[ 04-11 08:05 ]

隨著我國工業(yè)科技的不斷發(fā)展，在大型機械裝備、石油化工等行業(yè)當中，需要的金屬構(gòu)件尺寸不斷變大，同時許多大型金屬構(gòu)件所承受的載荷復雜多變，這就要求這些金屬構(gòu)件力學性能提高與內(nèi)部組織更加致密均勻。大多數(shù)鋼錠等金屬構(gòu)件都需要先經(jīng)過鍛造來改變其尺寸及形狀。隨著鍛件的形狀要求的增多，鍛造的工藝方法也不斷的更新。但是對于鍛壓工藝來說，尤其是大鍛件的鍛造，鐓粗工藝是其最為重要也是最為基本的工藝方法。鑄造出的鋼錠內(nèi)部不可避免地存在多種缺陷，例如頂部縮孔、心部疏松、偏析的產(chǎn)生以及帶有諸多夾雜物等，這些缺陷給鍛造工藝帶來了相當大的困難。

金屬塑性有限元的發(fā)展歷程[ 04-10 14:25 ]

在金屬成形工藝方法中，金屬塑性加工是其重要的方法之一，金屬塑性加工具有效率高、節(jié)約原材料、可以有效地改善金屬力學性能和組織等優(yōu)點。因此，塑性加工被廣泛地應用于制造業(yè)之中，是制造業(yè)中的一個重要分支。據(jù)統(tǒng)計，全世界四分之三的鋼材都需要經(jīng)過塑性加工后才能使用，在我們所熟知的汽車工業(yè)中鍛件和沖壓件數(shù)量約占汽車總零件數(shù)的五分之三以上，在航空航天、重型機械、軍工等工業(yè)領(lǐng)域也占有相當大的比重。傳統(tǒng)的金屬加工主要借鑒以往經(jīng)驗和試錯的方法進行工藝制定和工模具設(shè)計，因此，產(chǎn)品的新工藝和工模具的開發(fā)周期長、材料消耗多、成本增加、成形鍛件

研究大型筒體鍛件的意義[ 04-10 10:41 ]

近年來，隨著我國國民經(jīng)濟持續(xù)高速的發(fā)展，對電力、能源的供給要求越來越高，供需矛盾凸顯。大力提高電站裝機能力、擴大能源供給總量以及拓展能源供給方式已成為當務之急，迫切需要我國電力、石化和煤化工制造業(yè)向著大容量、高效率、大機組的方向發(fā)展。2011 年 3 月，中華人民共和國正式頒布了國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要，該綱要中第三篇《轉(zhuǎn)型升級—提高產(chǎn)業(yè)核心競爭力》濃墨重彩地對石化、火電、水電、核電以及煤化工的發(fā)展作了詳細規(guī)劃，明確表達了發(fā)展高端石化產(chǎn)品，發(fā)展大容量的燃煤機組，大型水電站以及在確保安全的基

大型筒體鍛件的研究[ 04-10 10:33 ]

大型筒體鍛件是核電、石化、火電、煤化工以及航天航空壓力容器中的關(guān)鍵部件。目前，國內(nèi)在大型筒體鍛件制造方面主要采用普通的實心鋼錠來生產(chǎn)，其制造工藝流程是：倒棱下料壓鉗口—粗鐓切除水冒口—鐓粗沖孔—芯棒拔長—馬杠擴孔—精鍛。用這種方法制造大型筒體鍛件，工序多，火次多，內(nèi)部組織缺陷多，成形質(zhì)量不易控制，外部尺寸余量大，鋼錠的利用率低，不能滿足今后綠色、環(huán)保、低碳、減排的要求。利用空心鋼錠制造大型筒體鍛件具有節(jié)材、節(jié)能和短流程等許多實心鋼錠無法比擬的優(yōu)勢?？招匿撳V

燃燒器的研究[ 04-09 10:05 ]

日本工業(yè)爐公司(NFK)開發(fā)了HRS燃燒器，燃料噴口沿對角線對稱分布在空氣噴口的兩側(cè)。FLOX燃燒器為6個內(nèi)置蓄熱體的空氣和煙氣通道均勻布置在燃料噴口周圍。LNI型燃燒器更加強調(diào)高速射流的卷吸作用，增大空氣和燃料噴嘴間的距離L = 2x/(da + df)小可以大大降低NOx的生成與排放，如圖1.1所示。日本工業(yè)爐協(xié)會將空氣和燃氣噴口改為矩形，開發(fā)出了第二代無氧化燒損的HRS-DF燃燒器，采用富燃料燃燒即控制過量空氣系數(shù)在a=0. 8-0. 9，大大降低了煙臭排放量，避免了煙炱對蓄熱體的阻塞。

高溫空氣燃燒技術(shù)的研究現(xiàn)狀[ 04-09 09:05 ]

眾所周知，高溫空氣燃燒技術(shù)是以蓄熱換向式燃燒技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，至今已有20多年的歷史。早在20世紀90年代，日本和德國就率先對高溫空氣燃燒技術(shù)進行了研究。在1987-1993年間日本大學與企業(yè)就進行了初期的合作研究;自1993年以后的六年里，日本通產(chǎn)省將高溫空氣燃燒技術(shù)上升為了“國家級高性能工業(yè)爐開發(fā)”項目，并提供了100多億日元科研開發(fā)經(jīng)費;從1999年至2005年，日本政府又計劃每年提供38億日元用于該技術(shù)的工業(yè)推廣，短短兩年的時間就將該技術(shù)廣泛應用到了加熱爐、熱處理爐和熔煉爐上，2

高溫空氣燃燒技術(shù)的優(yōu)勢[ 04-09 08:05 ]

高溫空氣燃燒技術(shù)同傳統(tǒng)燃燒技術(shù)相比主要有以下幾個方面的優(yōu)勢1、高效節(jié)能。采用蓄熱式換熱裝置，使煙氣與空氣在一定時間間隔內(nèi)交替流過陶瓷蓄熱體，極限回收排煙余熱，預熱助燃空氣，使空氣溫度升高至800℃-1000℃以上。研究表明，高溫空氣燃燒技術(shù)可以提高助燃空氣理論燃燒溫度，實現(xiàn)節(jié)能30%以上。2、低污染。主要表現(xiàn)在3個方面:1)低NOX污染。熱力型NO是燃燒產(chǎn)物中最主要的污染物。NO的生成主要受到爐內(nèi)溫度、O2和N2濃度以及在高溫下的時間等的影響，其中爐內(nèi)溫度是主要因素。氣體燃料在高溫低氧氣氛中與助燃空氣蔓延燃燒，火焰

高溫空氣燃燒技術(shù)[ 04-08 10:05 ]

高溫空氣燃燒技術(shù)就是在人們越來越重視能源與環(huán)境的背景下產(chǎn)生的。在余熱不被利用的年代，系統(tǒng)的排氣損失、爐壁熱損失都很大。長久以來，國內(nèi)外政府部門、企業(yè)和科研院所曾投入大量人力物力，致力于高溫煙氣余熱的極限回收，并將其用于加熱助燃空氣，獲得了大量的科研成果，為高溫空氣燃燒技術(shù)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。高溫空氣燃燒技術(shù)(High Temperature Air Combustion，簡稱HiTAC)，亦稱無焰燃燒技術(shù)，是一種集高效節(jié)能、環(huán)保、低污染等多重優(yōu)勢于一體的全新燃燒技術(shù)是國際燃燒界公認的一次燃燒技術(shù)的革命。早在上世紀

低NOx燃燒技術(shù)[ 04-08 09:05 ]

在工業(yè)生產(chǎn)過程中有效的控制氮氧化物(NOx)所造成的污染危害逐步成為了一個不容忽視的問題。人們對于低NOX燃燒技術(shù)的研究主要分為三個階段:1、燃燒開始前對氣體燃料和空氣進行預處理:如在燃料中添加新物質(zhì)，抑制燃燒過程中與NOX生成相關(guān)的化學反應;采用空氣分離技術(shù)將O2從空氣中分離并參與燃燒;應用高溫空氣燃燒技術(shù)回收煙氣的余熱用于加熱助燃空氣，使空氣溫度預熱至1000℃以上，并在爐內(nèi)與燃料混合燃燒。2、對燃燒裝置進行優(yōu)化設(shè)計，合理配置空氣和燃料的當量比:在燃燒過程中可以通過調(diào)節(jié)過量空氣系數(shù)，來抑制熱力型NO的大量生成。

燃氣工業(yè)爐的近代變化[ 04-08 08:05 ]

進入21世紀以來，隨著全球工業(yè)化的飛速發(fā)展和人口的不斷增長，能源與環(huán)境問題口益引起世界各界的廣泛關(guān)注。目前，我國飛速的經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的進程極大地刺激了對能源的需求。我國的能源構(gòu)成主要是煤、石油、天然氣、水電和核電，形成了以電力為中心，煤炭、石油、天然氣和可再生能源全面發(fā)展的能源供應格局，建立了比較完善的能源供應體系。然而，我國貧油富煤的能源構(gòu)成與世界各國依然存在著很大的差距，人均擁有量和消費量遠低于世界平均水平，能源的利用效率僅為34%，落后發(fā)達國家約20年，CO2的排放量占全球總排放量的11%，僅次于美

304L不銹鋼的鍛壓實驗結(jié)果與分析[ 04-07 10:39 ]

實際鍛棒過程中由于操作工出現(xiàn)失誤，未按照上述工藝進行鍛造時，使得毛坯鍛造溫度低于終鍛溫度，并且鍛棒過程壓下量控制不當，使得毛坯在兩端出中心處應力應變過大，毛坯端面出現(xiàn)明顯開裂，從而導致毛坯報廢，如圖3一10所示。嚴格按照制定鍛棒工藝成形，控制好鍛造溫度及每次壓下量，得到的毛坯如圖3．1l所示，圖所示為鍛棒的試驗結(jié)果和數(shù)值模擬優(yōu)化結(jié)果之間的對比圖。后續(xù)將按照制定工藝完成的鍛棒，進行后續(xù)的鐓粗、沖孔制坯工藝，送至RAM9000型軋環(huán)機進行環(huán)件軋制，如圖3．12所示；軋制完成后環(huán)件空冷至室溫，經(jīng)過簡單的粗車加工后，如圖3

304L不銹鋼環(huán)件的成形過程與結(jié)果[ 04-07 09:05 ]

根據(jù)模擬結(jié)果，在制定實際工藝中重點考慮的就是鍛造溫度和變形量(通過鍛比來衡量)，盡量避免毛坯處于終端溫度之下，制定出實際的鍛棒工藝?？蛻粜枨蟮?04L不銹鋼環(huán)件的產(chǎn)品規(guī)格為①1400X①1157×304(力H高件)，如圖3-6所示。根據(jù)體積不變原則，考慮到熱損耗、后續(xù)熱處理、機加工余量等因素，選取鋼錠，切出冒頭和錠尾后選取尺寸約①630X700 n'un，料重約1700Kg。

鍛棒過程中的溫度分布[ 04-07 08:05 ]

圖3．4中所示為鍛棒過程中毛坯的溫度分布場，圖中將毛坯沿對稱軸進行了剖切能夠反應毛坯內(nèi)部的溫度變化。從圖(b)可以看出經(jīng)過第一次拔長后毛坯的內(nèi)部溫度反而上升了，由初始的l100℃變成了1140℃，由于拔長過程為大變形過程，金屬發(fā)生較大的塑性變形，產(chǎn)生熱量，這些熱量來不及散去導致毛坯內(nèi)部溫度升高，毛坯溫度升高有利于鍛造，但是溫度升高會使得毛坯內(nèi)部的晶粒長大，影響最終的鍛件質(zhì)量；毛坯側(cè)表面的溫度較低，大致在終鍛溫度850℃附近，這是由于拔長過程中毛坯的側(cè)表面與平砧相接觸，表層溫度傳導向平砧，導致溫度降低較快，這時表層溫