大锻件内部空洞热锻闭合的Z-C判据及其应用.pdfVIP

学兔兔 第 45卷第 1期 机 械 工 程 学 报 Vo1．45 NO．1 2009年 1月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Jan． 2009 DOI：10．3901／JM E．2009．01．148 大锻件内部空洞热锻闭合的Z．C判据及其应用木 张效迅 崔振山 (上海交通大学国家模具CAD工程研究中心 上海 200030) 摘要：大锻件内部空洞闭合是一个多尺度问题。基于细观塑性理论和体胞模型，推导出大锻件内部空洞的体积演化方程，通 过分析空洞闭合的力学条件，建立大锻件高温成形过程中内部空洞闭合的ZC判据。z．C判据对人们熟知的定性结论能够从 理论上给出定量解释，发现硬化指数、远场应力三轴度和等效应变对空洞闭合均有重要影响，并揭示出影响规律。数值模拟 研究表明，运用Z—C判据和CAE技术不仅可以判断空洞是否闭合，而且可以模拟空洞的体积变化过程，揭示空洞演化规律。 Z—C判据为大锻件锻造工艺的优化设计提供了一条新途径。 关键词：空洞 演化规律 闭合判据 大锻件 细观力学 体胞模型 中图分类号：TG316 Z—CCriterionofVoidClosureforLarge-ingotHotForging andItsApplication ZHANGXiaoxun CUIZhenshan (NationalDieandMoldCADEngineeringResearchCenter，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200030) Abstract：Void closurein largeingotduring hotforgingisamultiscaleproblem．BasedOilthecellmodeland thetheoryof mesomechanics，theevolution equationofvoidvolumeisderived，Byanalysisofmechanicsconditionofvoid closure，theZ-C criterionofvoidclosureforlarge-ingothotforgingisestablished．TheZ—C criterionexplainsquantitativelyalmostallofthebest findingsofvoidclosureofrlarge—ingothotforgingandrollingprocesses．Inaddition，new andsignificanteffectsofthehardening exponent，theremotestresstriaxialityandtheequivalentsrtainonvoidclosure，whichhavenotbeenfoundinpreviousresearches， arerevealed．BycomparingthertaditionalmethodwiththeapplicationoftheZ C· criterionofvoidclosure，itisclearthattheZ-C criterionprovidesanovelwayofrprocessdesignandoptimizationintermsofeliminationofvoidsinlargeingots． Keywords：Void Evolutionlaw Closurecriterion Largeingot Mesomechanics Cellmode1 空洞闭合的影响，发现锻件内部不同位置空洞闭合