| 【中文题名】 | 钎杆用中空钢轧制过程的数值模拟及实验研究 |
| 【英文题名】 | Numerical Simulation and Experimental Research of Hollow Drill Steel Rolling |
| 【学科专业】 | 机械设计及理论 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-7-5 |
| 【中关键词】 | 钎钢,轧制工艺参数,管坯尺寸,弹塑性有限元法,热穿-热轧, |
| 【英关键词】 | rock drill steel,the technics variables of rolling,the dimension of tube billets,elastic-plastic FEM,hot piercing and hot rolling, |
| 【分类导航】 | 工业技术>金属学与金属工艺>金属压力加工>轧制>轧制工艺> |
| 【论文摘要】 | 钎杆用中空钢,简称“钎钢”,截面以正六角形和圆形为主,因此本文以正六角形钎杆用中空钢为研究对象。目前国内生产钎钢的方法主要是热穿-热拔的方法,与热穿-热拔的方法相比较,热穿-热轧生产的中空钢寿命较高,生产效率也较高,因此具有广阔的发展前景。
以前,大多学者关于钎杆的研究多集中在钎杆使用过程中应力、应变状态分析、寿命评估、热处理工艺、选材方面,对钎杆用中空钢的轧制过程的研究很少,且都是采用实验和定性分析的方法,尚未见到关于轧制工艺参数和管坯尺寸对成品质量影响定量分析的报道。钎杆用正六角中空钢的轧制过程是最复杂的弹塑性变形过程之一,它涉及到几何、材料、边界条件非线性,同时包含多个物理场的耦合。随着计算机数值模拟技术的发展,更为精确地研究轧制中轧件的变形行为成为可能。本文将采用三维弹塑性有限元法模拟钎杆用中空钢轧制过程,试图找出轧制工艺参数和管坯尺寸对成品的影响规律。
本文首先调查了钎杆用中空钢的国内外研究状况;系统阐述了三维弹塑性有限元基本理论,给出了有限元法模拟钎杆用中空钢轧制过程的操作要点;针对不同的轧制工艺参数和管坯尺寸轧制过程,采用有限元分析软件ABAQUS进行了数值模拟,分析了钎钢轧制中轧件金属... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-10 |
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第1章 绪论 |
10-18 |
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1.1 引言 |
10-11 |
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1.2 钎钢的用途及其在国民经济建设中的作用 |
11 |
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1.3 生产钎钢的几种主要方法 |
11-12 |
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1.4 钎钢的发展历史 |
12-13 |
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1.5 钎钢的发展与研究现状 |
13-16 |
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1.6 本课题的意义及研究内容 |
16-18 |
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第2章 数值模拟的基本理论 |
18-36 |
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2.1 引言 |
18 |
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2.2 有限单元法概述 |
18 |
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2.3 弹塑性有限元的本构关系 |
18-23 |
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2.3.1 弹性阶段 |
19 |
|
2.3.2 弹塑性阶段 |
19-23 |
|
2.4 有限元的分析过程 |
23-24 |
|
2.4.1 结构的离散化 |
23 |
|
2.4.2 单元特性分析 |
23-24 |
|
2.4.3 单元组集和节点未知量的求解 |
24 |
|
2.5 ABAQUS 软件的理论基础 |
24-35 |
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2.5.1 软件简介 |
24-25 |
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2.5.2 塑性理论的三大法则 |
25-27 |
|
2.5.3 三维实体的分析原理 |
27-32 |
|
2.5.4 非线性问题的求解方法 |
32-34 |
|
2.5.5 收敛准则 |
34-35 |
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2.6 本章小结 |
35-36 |
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第3章 钎杆用中空钢轧制过程的数值模拟 |
36-61 |
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3.1 引言 |
36-37 |
|
3.2 计算模型建立 |
37-44 |
|
3.2.1 几何模型与材料属性 |
37-41 |
|
3.2.2 选择单元类型 |
41-44 |
|
3.3 面面接触分析 |
44-45 |
|
3.4 质量缩放的选择 |
45 |
|
3.5 关于网格的划分及网格的自适应 |
45-46 |
|
3.6 方程求解器的选择 |
46-47 |
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3.7 计算结果 |
47-59 |
|
3.8 本章小结 |
59-61 |
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第4章 铅轧制过程的数值模拟及实验研究 |
61-73 |
|
4.1 引言 |
61 |
|
4.2 铅轧制过程的数值模拟 |
61-64 |
|
4.2.1 轧制模型 |
61-63 |
|
4.2.2 模拟结果与实验结果实物对照 |
63-64 |
|
4.3 铅的轧制实验研究 |
64-66 |
|
4.3.1 实验目的 |
64 |
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4.3.2 实验内容 |
64 |
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4.3.3 实验设备、仪器及实验准备 |
64-65 |
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4.3.4 主要实验过程 |
65-66 |
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4.4 实验结果以及与数值模拟结果对比 |
66-71 |
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4.5 误差原因简析 |
71-72 |
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4.6 本章小结 |
72-73 |
|
结论 |
73-74 |
|
参考文献 |
74-77 |
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攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
77-78 |
|
致谢 |
78-79 |
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作者简介 |
79 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.71749 |
