薄板及薄壁管深孔摩擦熱成形仿真分析.pdf

1、薄板成等壁厚深孔加工是一種區(qū)別于傳統(tǒng)孔加工方法的綠色特種加工方法。本文通過摩擦鉆具與工件之間的旋轉(zhuǎn)摩擦生熱，先對(duì)成孔區(qū)材料進(jìn)行升溫軟化，降低其變形抗力，進(jìn)而施壓貫穿成孔，孔的深度大于板厚。本文開發(fā)了一種新工藝，利用工裝與鉆具的擠壓使所加工的孔壁厚度均勻而得到等壁厚的深孔。由于本工藝?yán)媒饘俦旧淼乃苄赃M(jìn)行加工，不會(huì)產(chǎn)生切屑，通過熱擠壓加工的孔獲得再結(jié)晶組織，具有合理的流線分布，從而使工件具有更好的機(jī)械性能。本文還仿真研究了利用摩擦熱在薄壁

2、管類鈑金件上加工深孔。本文主要做了以下研究工作：
　　基于Markov變分原理構(gòu)建了等壁厚深孔剛塑性有限元模型，分析等壁厚深孔成形特點(diǎn)進(jìn)行了工裝設(shè)計(jì)及選取工裝材料，建立了等壁厚深孔成形熱傳遞模型對(duì)熱傳導(dǎo)系數(shù)進(jìn)行了求解。
　　基于上限法建立了成形區(qū)材料的擠壓力模型，基于伽列金法建立了溫度場(chǎng)模型，采用向前歐拉法對(duì)熱力耦合模型進(jìn)行了求解，采用DEFORM軟件對(duì)等壁厚深孔成形進(jìn)行了單因素仿真分析。采用點(diǎn)追蹤法對(duì)成孔區(qū)溫度場(chǎng)變化規(guī)律進(jìn)

3、行了分析，對(duì)成孔工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了等壁厚深孔試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果成孔區(qū)的表面質(zhì)量進(jìn)行了檢測(cè)分析，研究了力熱交互作用對(duì)成孔表面質(zhì)量的影響規(guī)律，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果與仿真模型進(jìn)行了對(duì)比分析驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性。
　　基于積分法建立了薄壁管徑向極限載荷理論模型，采用DEFORM軟件對(duì)薄壁管摩擦熱成孔進(jìn)行了單因素仿真分析，對(duì)兩組工藝參數(shù)仿真結(jié)果的力熱及光孔形貌進(jìn)行了對(duì)比分析，總結(jié)了薄壁管摩擦熱成孔軸向力變化規(guī)律及力熱交互關(guān)系，驗(yàn)證了