冷擠壓組合凹模失效分析及擠壓過(guò)程數(shù)值模擬.pdf

1、冷擠壓作為一種高精、高效、優(yōu)質(zhì)低耗的先進(jìn)生產(chǎn)工藝技術(shù),已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。冷擠壓金屬在三向壓應(yīng)力作用下變形,使得擠壓模具承受的擠壓力非常大,模具壽命短,因此研究擠壓過(guò)程中凹模的應(yīng)力變化對(duì)分析模具失效、提高模具壽命起到了重要作用。
　　本文通過(guò)螺釘擠壓成形實(shí)驗(yàn),觀察冷擠壓組合凹模模具的失效現(xiàn)象;同時(shí)基于彈塑性有限元模擬技術(shù),采用有限元軟件DEFORM-2D對(duì)螺釘擠壓過(guò)程進(jìn)行模擬,改變凹模的擠壓半錐角、長(zhǎng)徑比及擠壓比,分析冷擠壓組

2、合凹模應(yīng)力的分布及變化情況,對(duì)冷擠壓組合凹模的疲勞破壞機(jī)理進(jìn)行探討,并建立了模具疲勞壽命估算模型,得出以下主要結(jié)論:
　　(1)冷擠壓組合凹模的失效主要是疲勞失效,疲勞裂紋主要出現(xiàn)在擠壓錐角附近。在擠壓錐角入口處和擠壓錐角出口附近,裂紋主要沿與凹模內(nèi)表面成45°方向產(chǎn)生并向模具外表面擴(kuò)展,而在擠壓錐角入口后方數(shù)毫米處,內(nèi)表面裂紋主要沿90°方向產(chǎn)生并向模具外表面擴(kuò)展。
　　(2)由DEFORM-2D軟件對(duì)組合凹模的擠壓過(guò)程模

3、擬的結(jié)果可知,在組合凹模的擠壓過(guò)程中,凹模的切向受力由壓應(yīng)力逐漸變化成拉應(yīng)力,切向拉應(yīng)力和最大等效應(yīng)力主要發(fā)生在擠壓錐角入口到入口后方數(shù)毫米之間和擠壓錐角出口前方數(shù)毫米處,與實(shí)驗(yàn)中裂紋出現(xiàn)的位置相一致。
　　(3)凹模擠壓半錐角、長(zhǎng)徑比及擠壓比對(duì)模具應(yīng)力產(chǎn)生影響,當(dāng)擠壓半錐角和模具長(zhǎng)徑比減小時(shí),凹模擠壓錐角處的最大等效應(yīng)力增大;當(dāng)擠壓比減小時(shí),擠壓錐角處的最大等效應(yīng)力減小。
　　(4)將有限元模擬結(jié)果與局部應(yīng)力-應(yīng)變法相結(jié)合