曲軸鍛造過程金屬流動與微觀組織演化規(guī)律的數(shù)值模擬研究.pdf

1、曲軸作為發(fā)動機中的重要部件，其力學(xué)與組織性能要求較高。然而，實際鍛造生產(chǎn)中經(jīng)常會出現(xiàn)充不滿、裂紋、折疊、變形、凹坑等缺陷，即使成形完整，也可能在磁粉探傷中顯現(xiàn)出磁痕。因此，掌握曲軸鍛造過程中的金屬流動規(guī)律和微觀組織演化規(guī)律就顯得尤為重要。本文以天潤曲軸生產(chǎn)的29D曲軸為研究對象進(jìn)行了相關(guān)數(shù)值模擬研究，為了探討曲軸鍛造中可能存在的缺陷和磁痕產(chǎn)生的原因，對曲軸鍛造過程進(jìn)行了金屬流動和微觀組織演化的耦合模擬。
　　 在對比不同金屬熱塑

2、性成形過程中微觀組織演化數(shù)值仿真技術(shù)的基礎(chǔ)上，選擇結(jié)合微觀組織演化模型的有限元法作為本文的技術(shù)方法。由于現(xiàn)有有限元軟件的微觀組織演化分析模塊還不夠完善，對于微觀組織演化模型的適用性較差，所以選擇Deform軟件作為二次開發(fā)平臺，構(gòu)建了微觀組織演化程序。提出了模擬動態(tài)再結(jié)晶過程的實現(xiàn)方法——平均值替代法，該方法簡化了數(shù)據(jù)處理過程，使編程得以實現(xiàn)。提出了編程過程中存在的宏觀-微觀耦合、參數(shù)更新、數(shù)據(jù)清零等問題的解決方案，完成了微觀組織演化程

3、序的開發(fā)。
　　 使用Deform-2D對圓柱體鐓粗過程和后橋法蘭鍛造過程的微觀組織演化進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了兩者的微觀組織演化規(guī)律，并將模擬結(jié)果與相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了對比，驗證了本文構(gòu)建的微觀組織演化程序的可靠性。在此基礎(chǔ)上，將程序移植到Deform-3D中，并對微觀組織演化程序作出了相應(yīng)的修改，使之能夠適合六面體等其它類型的網(wǎng)格。
　　 使用本文基于Deform二次開發(fā)構(gòu)建的微觀組織演化程序?qū)?9D曲軸鍛造過程進(jìn)行了宏觀-