冷擠壓凹模強(qiáng)度設(shè)計(jì)及應(yīng)力場分析.pdf

1、冷擠壓凹模服役時(shí)，由于坯料塑性變形時(shí)的能量交換以及凹模與坯料接觸面間材料的高速流動(dòng)，使其在承受高溫和超高交變載荷作用時(shí)容易失效。因此，提高凹模結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是保證其長期高效穩(wěn)定工作的前提條件。為了降低凹模內(nèi)壁處的峰值應(yīng)力以及均勻化壁厚方向的應(yīng)力水平，本文引入了自增強(qiáng)技術(shù)和預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，分析了凹模殘余應(yīng)力場對工作應(yīng)力場的正向增益作用，為凹模的強(qiáng)度設(shè)計(jì)提供了參考。
　　本文基于彈塑性基礎(chǔ)理論、有限元法、最優(yōu)化方法對整體式自增強(qiáng)凹模、多層套縮組

2、合凹模、自增強(qiáng)-套縮雙層組合凹模三種結(jié)構(gòu)的凹模強(qiáng)化機(jī)制進(jìn)行了探討。主要研究內(nèi)容如下:
　　基于雙向冪硬化本構(gòu)關(guān)系及最大應(yīng)變能理論，建立了整體式凹模自增強(qiáng)力學(xué)模型。分析了自增強(qiáng)凹模工作時(shí)的最大承載能力以及自增強(qiáng)處理時(shí)最佳彈塑性半徑的影響因素。運(yùn)用有限元技術(shù)對凹模自增強(qiáng)工藝過程進(jìn)行了仿真，數(shù)值解和解析解吻合較好。通過對比分析自增強(qiáng)處理前后凹模等效應(yīng)力的變化趨勢，驗(yàn)證了自增強(qiáng)處理對提高凹模承載能力的有效性。
　　基于厚壁圓筒理論，

3、分析了整體式凹模工作載荷特點(diǎn)，討論了單純通過增加壁厚來提高模具強(qiáng)度的局限性。為提高承載能力，探討了多層預(yù)應(yīng)力組合凹模方案。以最大應(yīng)變能理論為強(qiáng)度條件，在組合凹?？倧奖燃案鲗硬牧蠀?shù)已知的前提下，以各層徑比為設(shè)計(jì)變量，以組合凹模最大承載能力為優(yōu)化目標(biāo)，采用Lagrange乘子法對組合凹模參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，獲得了各層最佳徑比、凹模極限承載壓力、最優(yōu)套縮壓力以及最優(yōu)過盈量的解析解。
　　將自增強(qiáng)技術(shù)與多層套縮技術(shù)相結(jié)合，可以使凹模的彈