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1、No．6《大型鑄鍛件》November2011HEAVYCASTINGANDF0RGING控制模式設定對大型鍛件鐓粗模擬的影響劉建紅許諾楊曉禹劉穎(天津重型裝備工程研究有限公司，天津300457)摘要：分別設定上砧受恒定速度以及恒定力控制的幾種不同控制模式，針對200t以上級別的大型鋼錠的水壓機鐓粗工藝進行了計算機模擬。對模擬結果和真實的工業(yè)鐓粗過程進行了對比，并對模擬的合理性進行了分析。結果表明，采用恒定力控制模擬鐓粗過程是一個比較好的選擇。關鍵詞：大鍛件；鐓粗；數(shù)值模擬中圖分類號：0242．1，TG316．11文獻標識碼：BEffects
2、ofControlledModeSettingsonSimulationofUpsettingProcessforLargeForgingsLiuJianhong，XuNuo，YangXiaoyu，LiuYingAbstract：Upsettingprocessofcastingotwhichwas200moretonesweightedwassimulatedinthisarticleunderdifferentconditionswiththetopdiecontrolledbyconstantvelocityandconstantfor
3、ce．Theresultsofthesimulationwerecomparedwiththeactualupsettingprocess，andthereasonabilityofthesimulationofwasanalyzed．Theresultsshowsthattheupsettingsimulationwithconstantforceisbetterthanwithconstantvelocity．Keywords：largeforgings；upsetting；mathematicalsimulation采用有限單元法(FE
4、M)對大鍛件的熱加工1模擬條件設定過程進行仿真模擬是一種比較經(jīng)濟的研究鍛造工藝的方法。然而，對大鍛件的有限元模擬并200t以上級別的大型鋼錠的幾何尺寸參見不像其在汽車工業(yè)中那樣成熟。事實上，對圖1。由于考慮的是鐓粗工藝，這里認為壓鉗口工模具受力、工藝持續(xù)時間以及最終的鍛件形狀的藝已經(jīng)完成，而鋼錠的冒口已經(jīng)被壓成約1700預測都常會和工業(yè)現(xiàn)場經(jīng)驗存在明顯偏離。其原mm長的鉗口。上砧和下砧的幾何尺寸亦參照圖因和材料模型描述不準確以及邊界條件比較復雜1。上砧和下砧沿鋼錠中軸線方向相距約3400有關，但是對于從事大型鍛件鍛造工作的普通工mm，上砧行程
5、預設為1400mm。程師而言，亟需一種結果相對合理的且便于實現(xiàn)鋼錠的材料模型選擇通常用于大型支承輥制造的普通含3％Cr的合金鋼。對其在的模擬方法。大型鍛件的熱加工通常開始于鋼錠的鐓粗。Gleeble3500熱一機械模擬實驗機上采用壓縮試驗獲取的實驗數(shù)據(jù)采用文獻[6，7]所描述的適合于在鐓粗過程中，鋼錠在上下砧之間受到擠壓，使得描述高溫金屬變形的等效應力．等效應變速率關鋼錠心部的疏松組織得以改善，同時，經(jīng)過鐓粗所系進行了擬合整理，從而獲得了材料的本構關系，得到的鍛件外形便于后期拔長工序獲取足夠的鍛見方程(1)。該方程適用于750～1250~C之
6、間的比。材料變形。本文采用熱模擬實驗擬合出材料本構關系，利用熱場和結構場耦合計算的方式，分析了200t=A[sinh(otor)]exp[一AH／(RTab)]1250~(2≥b一273．15≥750℃(1)以上級別的鋼錠在上砧受恒定速度(V=20mm／其中A=1．4×10，O／=0．025，應力指數(shù)=S，=10mm／s，=5mm／s)以及恒定力(F=1203．5，激活能△日=330000J，氣體常數(shù)R=8．31，MN)控制模式下的模擬結果。對上砧控制模式對為等效應變速率，為等效應力，為絕對溫模擬結果合理性的影響進行了研究，并對如何選度。擇控
7、制模式以獲取合理的模擬結果進行了歸納。鋼錠被劃分為20000個四面體網(wǎng)格單元，空收稿日期：2011—04—14氣的溫度設定為20~C并保持恒定。有限元計算作者簡介：劉建紅(1983一)，男，助理工程師，碩士，從事大型鑄鍛設定為采用熱．結構耦合方式分析，并考慮了包括件工藝及數(shù)值模擬方面的研究。4《大型鑄鍛件》No．6HEAVYCAsTINGANDF0RGINGNovember2011恒速度控制模擬的應力分布(V-2Omm／s)A．18OMPa鞋一158MPaC135MPaD-113MPa瑩E90．0MPa-RF-．67．5MPaG-45MPa攥
8、H-22．5MPa10MPa0500100015O02000距中心的距離／加m恒力控制模擬的應力分布A．12．OMPaB10．5MPa一4C-900MPaD-750
