變值成形原理與設備設計理論的若干關鍵問題研究.pdf

1、變值成形是通過改變金屬材料截面的尺寸和形狀，直接制造零件或毛坯的工藝方法，是機械制造技術與軋制技術交義復合而成的零件制造方法，具有改善工件材料組織性能、節(jié)省材料、生產(chǎn)率高的特點，是21世紀大力發(fā)展的技術。本文對其成形原理與設備設計理論中的若干關鍵問題進行了理論和實驗研究。 提出了變值軋制成形的概念。探討了變值軋制成形的基本現(xiàn)象和規(guī)律，初步建立了變值軋制成形的基本理論框架。分析了咬入條件、咬入角、接觸角、咬入條件與接觸角的關系和變

2、值軋制成形狀態(tài)下金屬運動形式及速度規(guī)律，推導了變形速率的計算公式；研究了壓下量對咬入角、接觸角、變形區(qū)長度的影響規(guī)律，建立了軋透性判定模型和最小壓下量公式。 研究了金屬變形區(qū)的滑動規(guī)律。分析了接觸角隨工件厚度曲線變化規(guī)律和對變形區(qū)金屬滑動規(guī)律的影響作用；建立了變值軋制條件下前滑、后滑、斷面變化系數(shù)等參數(shù)的數(shù)學模型；分析了變值成形條件下變形區(qū)表面摩擦狀態(tài)和機理，利用預位移理論解釋了中性面處的摩擦機理；討論了影響摩擦和滑動的因素。

3、 建立了基于上限定理的設備載荷力能參數(shù)計算方法。通過建立變形區(qū)邊界方程和截面速度方程，給出了變形區(qū)許可速度場和應變速率場；研究了變形區(qū)內(nèi)塑性變形功率、速度間斷面上剪切功率和摩擦面上摩擦功率的計算方法；得到滿足Mises屈服準則和Levy-Mises流動法則的上限功率計算公式、成形力矩和成形力計算公式，并通過試驗驗證了成形力能參數(shù)計算方法的正確性。 研究了金屬橫向變形的基本規(guī)律。分析了橫向變形的形式與成因；在變形分區(qū)假設前提

4、下，基丁最小流動阻力和體積不變條件，建立了橫向變形的計算模型；通過試驗實測值與模型計算值的比較，說明計算模型滿足應用要求。 提出了V-H單道次成形工藝概念，將三維成形轉(zhuǎn)化為兩個二維成形分別控制和實現(xiàn)。研究了V-H單道次成形工藝、理論與數(shù)學模型；對V軋成形后形狀變化和V軋成形的穩(wěn)定性等因素進行了探索。對V-H變值成形理論進行了形狀仿真驗證，建立了V-H變值成形基本理論。 提出了設備并行進階設計的映射關系和功能性與信息量及循