徑向鍛打身管的微觀性能研究及晶體塑性有限元模擬.pdf

1、現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展客觀上對(duì)作為自動(dòng)武器主要受力部位的身管之性能有了更高的要求。身管的徑向鍛打加工是一個(gè)塑性成形過(guò)程，在該過(guò)程中金屬材料晶粒發(fā)生擇優(yōu)取向形成織構(gòu)，織構(gòu)的存在反映到宏觀就是材料本身的塑性各向異性，各向異性會(huì)對(duì)身管的可靠性及壽命產(chǎn)生影響。
　　本文從對(duì)身管鍛前鍛后的微觀組織分析入手，對(duì)身管材料進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)衍射圖譜結(jié)果的分析確定了身管材料晶體的晶系、對(duì)稱性和空間群等重要信息。運(yùn)用所得信息條件在Multex織構(gòu)

2、分析軟件中對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)得不全極圖進(jìn)行處理與計(jì)算，得到材料變形的極圖與取向分布函數(shù)圖，運(yùn)用晶體學(xué)原理對(duì)取向分布函數(shù)圖進(jìn)行分析，確定材料鍛打前后織構(gòu)形成情況。將織構(gòu)分析結(jié)果與Schmid定律相結(jié)合，通過(guò)計(jì)算分析不同織構(gòu)情況坐標(biāo)系中三個(gè)方向的滑移系的開(kāi)動(dòng)情況，研究了各織構(gòu)對(duì)身管加工及使用當(dāng)中各向異性的影響，對(duì)體心立方金屬的變形機(jī)理和力學(xué)性能的各向異性進(jìn)行討論，在微觀層面分析得出鍛后身管在切向應(yīng)力與徑向應(yīng)力方向屈服強(qiáng)度與軸向相比較小的結(jié)論并進(jìn)行說(shuō)明

3、。
　　運(yùn)用晶體塑性有限元理論，通過(guò)大型有限元軟件ABAQUS中的用戶自定義子程序UMAT將材料晶體塑性本構(gòu)關(guān)系導(dǎo)入晶體塑性有限元模型當(dāng)中。在Matlab中使用Voronoi算法建立多晶體幾何模型，運(yùn)用單元分組法在ABAQUS中建模。將身管幾何參數(shù)以及身管鍛打過(guò)程中的工藝參數(shù)導(dǎo)入模型當(dāng)中，建立身管徑向鍛打過(guò)程的多晶有限元模型并進(jìn)行模擬。提取模擬后晶粒取向信息并通過(guò)Matlab生成極圖，與實(shí)驗(yàn)所測(cè)鍛打加工后的身管極圖進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)證了