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智能控制负荷电热镦粗的模拟设计
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2 本文以有限元素模拟软件及实验进行相关参数研究与对照,增加有关于差温成形及电热镦粗成形的相关 信息,期望能对产业界与学术界提供有价值的参考依据。具体而言,主要的研究内容有:(1) 探讨不同定负 荷电热镦粗成形后,形状、应力、应变、微观组织等变化。(2) 探讨棒材电热镦粗成形制程参数,分析参数 为棒材直径、初始距离与负荷。(3) 利用有限元素软件,探讨变负荷于电热镦粗制程上的应用与可行性。(4) 根据定负荷与变负荷成形制程,以了解电热镦粗成形用于其他零件加工可行性。 2. 研究方法 2.1 DEFORM 有限元素仿真分析 DEFORM( Design Environment for FORMing )是一套有限元素分析软件,由美国 Battelle Columbus 实 验室在八十年代着手开发,其前身为美国空军所支持开发的 ALPID。早期的 DEFORM-2D 软件只能局限于分析 等温变形的平面应变(plane strain)或者轴对称(axis-symmetry)的问题。随着有限元素技术的日益成熟, DEFORM 软件也在不断发展改善并推出 3D 版本,DEFORM-3D 可分析复杂形状锻造;目前 DEFORM 软件可视化的 操作接口, 以及强大而完善的网格自动再划分技术, 都使 DEFORM 这一商业软件在现代工业生产中变得愈来愈 实用可靠。 图2.1 DEFORM 系统模组及功能简介图[45] Input 数据库 可自行输入实验值或函数可自行输入实验值或函数 材料流应力材料流应力 材料、模具杨氏系数、蒲松系数材料、模具杨氏系数、蒲松系数 热膨胀系数、热传系数、热对流热膨胀系数、热传系数、热对流 摩擦系数摩擦系数 弹性系数弹性系数 前处理模组 输入分析模组输入分析模组 自动网格布建模组自动网格布建模组 自动网格重建模组自动网格重建模组 仿真解析模组 解析模式-解析模式-恒温、热传、非恒温恒温、热传、非恒温 材料变型模式-材料变型模式- 刚塑性、弹塑性、刚塑性、弹塑性、 刚黏塑性、线性热弹性、刚黏塑性、线性热弹性、 多孔性多孔性 应用范围-金属冷、温、热及恒温成形应用范围-金属冷、温、热及恒温成形 粉末锻造辊轧、摆辗等特殊粉末锻造辊轧、摆辗等特殊成形成形 Output 后处理模组 成形后几何显示成形后几何显示 材料流动与充填情形材料流动与充填情形 负荷负荷-位移或负荷位移或负荷-时间关系图时间关系图 应力、应变、应变率及温度分布应力、应变、应变率及温度分布 速度场分析速度场分析 成形过程动态显示成形过程动态显示 预估显微组织预估显微组织

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