軸承知識(shí)：鍛件的有限元模擬分析研究

吉星高照時(shí)

       有限元模擬結(jié)果分析時(shí)鍛件內(nèi)應(yīng)變?cè)隽康姆植记闆r。圖中，對(duì)稱(chēng)軸左側(cè)為鍛件內(nèi)累計(jì)應(yīng)變分布情況，以反映鍛件經(jīng)多次錘擊后的等效應(yīng)變的累積情況；對(duì)稱(chēng)軸右側(cè)為每次錘擊結(jié)束時(shí)鍛件內(nèi)應(yīng)變?cè)隽康姆植记闆r，以反映鍛件在每次錘擊過(guò)程中的變形分布情況。
　　對(duì)于高溫合金和鈦合金等難變形材料，要合理地制定螺旋壓力機(jī)上鍛造工藝，不僅要了解鍛件內(nèi)累積應(yīng)變的分布情況，在多次錘擊情況下，還要了解變形量在不同錘擊過(guò)程中的分配情況。因此，應(yīng)變?cè)隽康挠?jì)算結(jié)果可為合理制定螺旋壓力機(jī)上難變形材料鍛造工藝提供科學(xué)依據(jù)。
　　可以看出，第1次錘擊過(guò)程中，錘擊系統(tǒng)共消耗能量約1575kJ，其中用于工件塑性變形的能量為594kJ，機(jī)身彈性變形消耗能量約為226kJ，其余為克服壓力機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副的摩擦功和打滑摩擦功消耗能量。因此，第1次錘擊過(guò)程的打擊效率約為38%。還可以看出，第1次錘擊過(guò)程為過(guò)能打擊，為了提高打擊效率，應(yīng)適當(dāng)減小能級(jí)。
　　前3錘鍛造過(guò)程中，打擊力隨壓下量增加而緩慢增加，為平板鐓粗階段，在此階段模具型腔基本充滿。第4錘鍛造過(guò)程中打擊力隨壓下量增加迅速增加，為填充細(xì)部階段。錘鍛造過(guò)程中，打擊力基本保持不變，為充填毛邊橋部階段。上述結(jié)果表明，應(yīng)用有限元數(shù)值模擬可精確計(jì)算鍛件的變形工藝力，利用本文建立的離合器式螺旋壓力機(jī)的打擊特性模型可精確預(yù)測(cè)壓力機(jī)的打擊力。
　　離合器式螺旋壓力機(jī)的打擊特性表明，打擊力與鍛件變形工藝力以及鍛件變形功密切相關(guān)和借助于有限元模擬計(jì)算可精確預(yù)測(cè)鍛件變形工藝力和變形功。另外，本文建立了應(yīng)變?cè)隽康那蠼夤剑远棵枋鲈诿看五N擊過(guò)程中鍛件內(nèi)各部位的變形情況。對(duì)于鈦合金和高溫合金等難變形材料，為了避免單次錘擊過(guò)程中變形量較小，可以以模擬計(jì)算得到應(yīng)變?cè)隽繛橐罁?jù)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。

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