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《大鍛件鐓粗成形中內(nèi)部空洞型缺陷的演化規(guī)律研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、上海交通大學碩士學位論文大鍛件鐓粗成形中內(nèi)部空洞型缺陷的演化規(guī)律研究摘要大鍛件作為大型成套設(shè)備的核心零件，在國民經(jīng)濟建設(shè)、國防裝備發(fā)展中發(fā)揮著舉足輕重的作用。大鍛件的鍛造過程研究不僅僅著眼于如何生產(chǎn)出滿足要求、具有一定形狀尺寸的鍛件，更重要的是研究如何修復缺陷、改善微觀組織和創(chuàng)造有利的力學條件使鍛造過程中不出現(xiàn)新的裂紋或夾雜性裂紋。鐓粗成形作為最基本的鍛造工藝，可以鍛合鍛件的先天性空洞缺陷，改善材料的力學性能，從而提高鍛件的內(nèi)在質(zhì)量及承載能力。本文通過深入分析大鍛件內(nèi)部空洞型缺陷在鐓粗過程中的變化，得到了空洞的演化規(guī)律、影響空洞閉合的因素和提高
2、空洞閉合效果的條件。本文的主要工作和研究成果如下：1)基于細觀損傷力學的Gurson模型，對空洞的演化規(guī)律和影響空洞閉合的因素進行分析，得到材料內(nèi)部空洞閉合的力學條件。2)通過對Gurson模型的本構(gòu)關(guān)系及更新計算的研究，對Marc進行二次開發(fā)，將包含空洞的本構(gòu)模型嵌入到Hypela子程序中，實現(xiàn)了空洞演化的數(shù)值模擬運算。3)通過比較包含Gurson本構(gòu)模型和人工空洞模型的數(shù)值模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)Gurson模型實現(xiàn)空洞閉合的條件是材料的靜水應力或等效I上海交通大學碩士學位論文應變無窮大。由于這一條件并不符合實際情況，本文又基于正交試驗設(shè)計，模擬了不
3、同試驗參數(shù)下的空洞體積變化，從而獲得了修正的Gurson模型參數(shù)。修正后的Gurson模型給出的空洞體積比接近直接設(shè)置人工空洞的模擬結(jié)果。研究表明，空洞位于鍛件心部時閉合最容易，其位置越接近端面越難于閉合；空洞的閉合程度隨基體材料硬化程度的增高而變差。4)以鉛作為模擬大鍛件成形的材料并在試件上設(shè)置微小空洞，進行鐓粗成形物理試驗模擬，驗證了空洞的閉合準則。對比發(fā)現(xiàn)，空洞體積變化規(guī)律與數(shù)值模擬結(jié)果基本一致。關(guān)鍵詞：空洞閉合，Gurson模型，正交試驗，大鍛件II上海交通大學碩士學位論文RESEARCHONEVOLUTIONOFVOIDDEFECTS
4、INHEAVYFORGINGSDURINGUPSETTINGPROCESSABSTRACTAskeypartsoflargecompletesetsofequipment,heavyforgingshaveplayedimportantrolesinnationaleconomicconstructionsanddefensedevelopment.Inadditiontoproducingdimensionalsatisfactoryforgings,theresearchonupsettingprocesspaysgreaterattent
5、iononmodificationofinnerdefects,improvementofmaterialtissueaswellascreatingfavorablemechanicalconditionswhichisabletopreventnewfracturesorinclusion-inducedcracks.Asbasicforgingtechniques,upsettingcaneliminatevoiddefectssothatthemechanicalperformance,innerqualityandcarryingab
6、ilityofmaterialswillbegreatlyimproved.Thelawofvoidevolution,criterionofvoidclosureandfactorswhichaffectvoidclosurearerevealedinthispaper.Themainworkisasfollows:1)ThelawofvoidevolutionandfactorswhichaffectvoidclosurewereinvestigatedbasedonGursonmodelwhichcomesfromMeso-mechani
7、cs.Thecriterionofvoidclosurewasalsoputforward.2)TheconstitutiverelationshipofGursonmodelandtheupdateIII上海交通大學碩士學位論文algorithmwerestudiedandimplementedthroughsubroutineHypelawhichdefinesthematerialpropertyofporousmaterialandfacilitatesthenumericalsimulation.3)Thesimulationresu
8、ltsofartificialmodelandGursonmodelwerecompared.Itisfoundthatinfinitehydraul
