重型模鍛壓機多學科集成建模與低速穩(wěn)定性研究.pdf

1、中圖分類號UDCTG3129博士學位論文學校代碼!Q533重型模鍛壓機多學科集成建模與低速穩(wěn)定性研究ResearchonMultidisciplinaryIntegratedModelingandLowSpeedStabilityfortheHeavyForgingPress作者姓名：學科專業(yè)：研究方向：學院(系、所)：指導教師：副指導教師：論文答辯日期∥號1c戶李毅波機械工程塑性加工工藝與裝備機電工程學院黃明輝教授答辯委員會主席中南大

2、學2013年05月重型模鍛壓機多學科集成建模與低速穩(wěn)定性研究摘要：重型模鍛裝備是國家的戰(zhàn)略基礎制造裝備，為國民經濟各行業(yè)的高端裝備提供大型主承載構件與鍛件，在國家重大工程、國防建設中發(fā)揮著不可替代的作用。隨著200～800MN重型模鍛壓機的先后建立，我國已經基本具備了生產大型整體鍛件的條件，但由于系統(tǒng)集成層面上研究工作的薄弱或缺失，我國重型模鍛裝備的設計、制造和運行控制等方面缺乏系統(tǒng)科學的整體評判準則，無法進行整體功能與可靠度預測，致使

3、我國重型模鍛裝備的性能提升與高效運行受到極大的局限與束縛，嚴重影響模鍛件產品的品質；與此同時，鍛件整體精密化的發(fā)展趨勢要求采用新的成形工藝實現(xiàn)大型鍛件的高性能制造。等溫模鍛由于可以顯著降低材料的變形抗力、改善金屬的流動狀態(tài)和內部組織而成為鍛件精密成形的關鍵技術。該工藝要求壓力保持時間達500s以上，這意味著重型模鍛壓機需要在低速的情況下進行驅動和運行，而超大慣量系統(tǒng)在低速下運行時極易出現(xiàn)爬行或抖動，嚴重影響產品質量，迫切需要解決裝備運行

4、的確定性與高穩(wěn)定性問題?；诖四康模疚囊陨a大型整體精密化鍛件的等溫模鍛壓機為研究對象，在建立重型模鍛壓機系統(tǒng)動力學、液壓控制系統(tǒng)、材料成形過程模擬及解決模型間數(shù)據(jù)實時交互的基礎上，形成重型模鍛壓機多學科集成仿真模型與裝備整體性能的評估與預測方法，并從裝備工藝交互作用下的材料性能演變層面出發(fā)，實現(xiàn)對裝備低速運行過程的主動優(yōu)化控制，對提高重型模鍛裝備動態(tài)運行性能和鍛件品質具有重要的理論意義和工程應用價值。論文的主要研究內容如下：1)重型

5、模鍛壓機超靜定冗余約束消減的系統(tǒng)動力學建模重型模鍛壓機超靜定復合承載的結構形式給系統(tǒng)帶來過多的冗余約束，針對不同超靜定冗余結構特征，分別提出“以力代副、以簡代副、以柔代剛”的建模方法，實現(xiàn)冗余約束的消減或消除；針對重型模鍛壓機組合預應力承載結構特點，提出一種簡單的預載荷施加的方法，實現(xiàn)預應力構件的準確建模；在上述研究的基礎上，形成重型模鍛壓機系統(tǒng)動力學建模的一般方法。基于系統(tǒng)動力學模型的動態(tài)性能仿真結果與實測結果對比驗證了模型與方法的正