大锻件控性锻造过程的计算机模拟技术.pdfVIP

学兔兔 第46卷第 ll期 机 械 工 程 学 报 V_01．46 No．1l 2010 年 6 月 JOURNAL0FMECHANICALENGINEERING Jun． 2010 DoI：10．3901／JM E．2010．11．002 大锻件控性锻造过程的计算机模拟技术木 崔振山 陈 文 陈 飞 张效迅2 (1．上海交通大学塑性成形工程系 上海 200030； 2．上海工程技术大学材料工程学院 上海 2016201 摘要：提出能够模拟大锻件空洞型缺陷演化和微观组织演变等控性指标的数值模拟方法。基于典型体元模型建立空洞体积变 化与宏观应力应变场关系的数学模型，以图从多尺度角度揭示宏观的塑性变形及其应力状态对随机分布的微小空洞的体积变 化影响规律。将该模型与有限元法集成，当锻件内任意一点有空洞型缺陷(给定缺陷体积百分比1时，能够模拟得到成形过程 中空洞型缺陷的体积变化，从而可被用来评估含缩孔缩松缺陷材料的压实状态。采用元胞 自动机方法建立一种转子钢的微观 组织演变模拟方法，根据 “应变一位错密度一动态再结晶一流动应力”之间的宏微观相互影响规律，模拟出动态再结晶晶粒 尺寸和完成分数。将这些模型与热力耦合有限元法相结合，构造大锻件控性锻造过程的数值模拟技术。根据大锻件增量成形 的变形特点开发基于刚性区自由度凝聚技术的快速有限元法，从而为大锻件成形的工艺优化提供有效的计算工具。 关键词：大锻件 控性成形 缺陷闭合 微观组织 数值模拟 中图分类号：TG316．1 ComputerM odelingofProperty-controlledForgingProcess forHeavyForgings CUIZhenshan CHEN Wen CHEN Fei ZHANG Xiaoxun2 (1．DepartmentofPlasticityTechnology,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200030； 2．SchoolofMaterialsEngineering，ShanghaiUniversityofEngineeringScience，Shanghai201620) Abstract：A numericalsimulationmethodispresentedtoevaluatethecontrollingissuesofproperty forheavyforgingssuchaSthe evolvementofvoidde~ctandtheevolutionofmicrostructure．In ordertorevealthemulti-scaleeffectofmacroscopicplastic deformationaswellasthesrtessstateonthevolumetricevolvementoftinyvoidsstochasticallydistributedinhteforgings，amodel calculatingthevoidvolumetricchna gethroughmacroscopicsrtessandsrtainfieldisinvestigatedbyusingarepresenattivevolume elementmode1．Byintegratinghtemodelwithfiniteelementmethod，withthevoidfractionisassumed，thevoidvolumeevolvement ateachelemem Cna be