斜轧螺纹过程的数值模拟.PDFVIP

斜轧螺纹过程的数值模拟 赵俊杰 马振海 胡正寰 (高效轧制国家工程研究中心) 摘 要 有限元分析法已被广泛应用于金属塑性成型过程的计算机仿真。本文对螺旋孔型斜 轧螺纹进行了非线性有限元分析，得到了轧件内部应力和应变的详细情况，给出了轧件横截面上 的应力及应变的分布，这些信息用实验方法是很难得到的。这为模具设计和工艺参数的确定提供 了可靠依据。 关键词 斜轧，螺纹，有限元，数值模拟 Numerical Simulation of Skew Rolling Thread 库 Zhao Junjie Ma Zhenhai Hu Zhenghuan 例 National Engineering Research Center of Advanced Rolling Technology ABSTRACT The FEM method has been widely used in the simulation of metal forming process.The 案 nonlinear finite element simulation of helical skew rolling of thread is provided in this paper. The E A detailed information on the variation of stress and strain within the workpiece obtained from the simulation. Strain and stress distributions on the transverse cross sections of the workpiece are presented. C Such information is extremely difficult to obtain experimentally. This provides reliable foundation for the design of the dies and determination of the technical parameters. 模 Key Words skew rolling, thread, FEM, numerical simulation 凯 O E 一. 斜轧成型研究概况 M A 螺旋孔型斜轧是金属成型的一种先进技术，以其在生产某些异形回转体零件或零件毛坯时所 C 具有的高生产率、高材料利用率、低噪音等显著优点，受到人们日益广泛的重视。近年来，斜轧 技术在我国得到很大发展，机械制造、冶金、电力、轻工、矿山、五金工具及军工等部门均有不 同程度的应用，产品类型数以百计，技术经济效益十分显著。 随着斜轧产品结构的扩大，产品精度要求的提高，对其成型机理的研究越发显得重要了。事 实上，自螺旋孔型斜轧技术问世以来，人们就不断地对其变形机理进行研究，包括斜轧过程中金 属的流动、变形及应力的研究；金属的显微组织的研究等等。传统的研究方法是物理模拟，即用 实验的方法进行研究。日本的粟野、落合等人用橡皮泥模拟斜轧钢球的结果；我国的沙德元将斜 轧试件外表面腐蚀，然后用电镜观察，来研究轧件表面金属纤维流动；还有学者利用硬度法研究 轧件径向断面上应变状态；前苏联И·Н· 巴坦诺夫