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基于数值模拟的半轴套管复合镦挤模工艺设计和优化
| 论文题名： | 基于数值模拟的半轴套管复合镦挤模工艺设计和优化 |
| 关键词： | 半轴套管;塑性成形;复合镦挤模工艺;数值模拟;参数优化 |
| 摘要： | 随着人们生活水平的提高，对汽车结构安全可靠性的要求也是越来越高。半轴套管作为汽车结构中重要的零部件，其质量的好坏则直接对汽车的整体可靠性带来影响，因而半轴套管对汽车的安全性具有重要意义。 半轴套管的成形工艺对工件质量有着重要影响，而在半轴套管的各种成形工艺中，热塑性成形工艺在能够得到合理尺寸与形状的同时，还可使金属材料的微观组织结构发生改变，进而改善零件的机械性能。因此，以半轴套管晶粒尺寸细化为目的的热挤压工艺参数优化，成为了提高其质量的重要方法。 本文在对国内外研究现状分析的基础上，选取了较为合理的成形工艺方法。同时运用 Solidworks软件建立了半轴套管坯料和成形模具的三维几何模型，并基于Deform-3D软件中的Microstructure后处理模块，对半轴套管成形过程中晶粒尺寸的变化进行了模拟分析。研究了变形量、坯料初始温度及挤压速度对工件晶粒尺寸的影响，结果显示，随着变形量以及挤压速度的增大，晶粒尺寸随之减小，而坯料初始温度的升高则会使晶粒尺寸变的粗大。同时研究了半轴套管终锻凹模结构的不同，对晶粒尺寸变化的影响，结果发现圆弧形工作带结构更能使晶粒得到细化。 半轴套管的热挤压塑性成形过程是一个复杂多变的过程，变形中受到多种因素的影响。其中坯料初始温度、挤压速度、模具初始温度和摩擦系数是较为主要的四个因素，针对这些影响因素运用有限元数值模拟与正交试验设计相结合，对半轴套管成形过程进行了优化分析，并得到了四个因素对成形质量影响的主次顺序：坯料初始温度＞挤压速度＞模具初始温度＞摩擦系数，以及最优的参数组合。 通过本文的研究丰富了热塑性成形工艺的内容，得到了各影响因素对半轴套管成形质量的影响规律，可为同类型零件的实际生产提供理论依据。 |
| 作者： | 杨兵 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 孙宪萍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长春工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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