一、楔横轧三维热力耦合非线性有限元模拟（论文文献综述）
郑国路[1]（2021）在《管材胀轧成形工艺研究及专机设计与分析》文中研究表明管材是当前工业生产领域的常用零件品种,以管材为坯料,进行加工可以得到各种形状管材制件,称为管材的二次加工,管材二次加工工艺主要包括弯曲、切割、轧制以及液压胀形等。管材液压胀形工艺是通过向管材内部通入高压流体,使管材进行成形的常用管材零件加工方法,但该工艺容易造成制备管材壁厚分布严重不均匀,胀形部位局部减薄严重,导致管材性能降低,同时由于加工效率较低,经常无法满足大批量工业生产的需求。本文将管材的液压胀形技术与楔横轧技术相结合,提出一种新型的管材胀轧成形工艺,可以使管材在成形过程中实现局部扩径和局部缩径相互协调配合进行变形,从而提高成形管材零件的壁厚均匀性和管材的使用性能,并提高生产效率。针对所提出的胀轧成形工艺,选取阶梯形管材零件,设计了胀轧成形模具,使用Abaqus有限元模拟软件进行模具和初始管坯的建模,然后进行成形过程的模拟仿真。分析了变形过程中应力应变的演变及分布规律,以及成形缺陷产生的原因及解决方法,对工艺的可行性进行了验证。针对所提出的胀轧成形工艺,设计了两种结构的管材胀轧成形专机:第一种为C型整体框架式管材胀轧成形专机,其机架结构采用双柱拉紧式,该结构主要应用于中小型液压机,即用于中小型尺寸管坯的胀轧成形;第二种为组合框架式管材胀轧成形专机,该机型结构的强度及刚度较高,用于较大尺寸管坯的胀轧成形。基于Ansys软件,对整机的机架和主要零部件进行最大公称压力载荷下的强度和刚度校核以及机架自由震动条件下的模态分析,以检验整机设计的合理性;使用Isight优化软件,通过PSO优化方法建立响应面模型来调整主要的几何尺寸参数,使机架在实际工作过程中的最大应力应变值达到最小,即实现危险区域的各向变形和应力值均达到最小,以最大程度的提高机架的强度和刚度;引入分形理论虚拟材料模型对机架的各横梁结合部进行更加精确的受力情况模拟,实现整机的较为符合实际工况的分析,最后绘制整机三维模型和二维装配图,完成整机本体结构设计。
张雪莉[2]（2021）在《汽车后桥半轴塑性成形工艺设计与数值模拟研究》文中提出随着我国汽车工业飞速发展,中国制造的汽车产品正不断迈入国际市场,汽车及其零部件设计与制造的要求越来越高——高质量、高效率、低耗能和低成本,后桥半轴作为汽车传动系统中的重要零部件之一也被寄予厚望。汽车后桥半轴通过传送扭矩和弯矩,使左右驱动车轮具备在汽车行驶过程中所需的差速功能,其工作环境复杂恶劣,制造精度和零件强度直接影响车辆驱动后桥系统的使用性能和寿命。该零件由法兰盘、阶梯轴、花键组成,属于长度很长、轴向横截面积变化大的大盘长轴类零件,其中法兰盘结构复杂、高径比很小、尺寸精度高,阶梯轴直径变化小、长度很长。半轴传统生产工艺多采用机加工、多工序锻造、轧制成形及其复合工艺等,在生产过程中出现成形质量差、成形效率低、材料利用率低等问题,不符合汽车轻量化、绿色化、智能化的发展需求。为降低半轴的研发周期和生产成本,提高生产效率、成形质量和产品精度,本文开展了半轴辊锻与锻造成形相结合的复合塑性成形工艺研究和数值模拟,主要研究内容如下:从零件图入手对汽车后桥半轴零件的结构特点进行分析,制定半轴塑性成形工艺方案和工艺流程,采用辊锻工艺成形半轴阶梯轴部分,分别采用摆辗和精密镦锻工艺成形法兰盘,进而对拟定方案的相关参数进行分析计算。确定了辊锻件图及辊锻道次,选择了椭圆-圆型型槽系,计算了型槽尺寸参数,设计了两道次辊锻模具;计算了法兰盘摆辗成形和镦锻成形坯料尺寸、成形力;完成了设备选型。利用DEFORM-3D软件分析杆部阶梯轴两道次辊锻成形过程,修正了模具结构。研究坯料初始温度、模具预热温度、摩擦和辊缝对成形性及应变场、温度场和模具载荷的影响规律,进行参数择优;基于优化后的参数分析成形过程中的应力应变场、金属流动速度场、模具载荷、温度场等分布情况。结果表明,采用辊锻成形工艺,能够获得金属流线性好、成形质量高的辊锻件,成形时间约为3s,同时材料利用率高、生产成本低,后续只需少量机加工,大大提高了生产效率。研究了头部法兰盘摆辗成形工艺,分析其成形过程和应力应变场、成形载荷、温度场、损伤等变化规律,通过摆辗成形获得的法兰盘摆辗件尺寸精度较低、后续需大量机加工,成形时间约为10 s,载荷稳定性好,整体应力、应变分布更加均匀,但在易开裂区域存在高应力集中现象。设计了法兰盘一次精密镦锻成形工艺,针对部分区域填充不满的问题,优化模具圆角;通过数值模拟探讨了温度、摩擦及运行速度对载荷、应力的影响规律,确定最佳工艺参数,并在此基础上进一步分析成形过程中的应力应变场、速度场、载荷和温度场等,验证了法兰盘一次镦锻成形方案的可行性。结果表明,一次镦锻成形可获得尺寸精度高的法兰盘镦锻件,材料利用率高,成形时间约为2 s,成形载荷较大但在额定范围内,应力应变分布合理,完全满足半轴产品使用性能要求。
高帅[3]（2021）在《曲线回转外形筒体辊挤生产关键技术研究》文中进行了进一步梳理曲线回转外形筒体类零件在各个领域的应用越来越广泛,并且在我国的军事和经济发展中占有重要的地位。辊挤成形是曲线回转外形筒体件成形的一种新型工艺,可以实现对工件壁厚的连续减薄,成形出变壁厚的筒形件,但是在实际生产中坯料表面容易产生台阶和模具预热困难等问题。本文基于40Cr合金对筒形件表面质量和模具温度进行研究。设计了辊轮复位装置,与原始模具进行试验对比;采用Deform-3D有限元软件对成形速度和坯料个数进行模拟,结果如下:通过新型辊轮复位机构,解决了齿轮啮合复位容易导致成形工件外表面轴向产生“台阶”问题,实现了辊轮可靠及准确复位,并降低了模具装配难度。辊挤成形速度慢,模具升温快。成形速度为30mm/s时,第一个坯料成形后模具平均升温13%,当成形到第3个坯料时可使坯料表面与飞边处温差降低到35℃;成形速度为50mm/s时,第一个坯料成形后,模具平均升温8.5%,当成形到第5个坯料时可使温差降低到33℃;成形速度为70mm/s时,第一个坯料成形后,模具平均升温7%,但是第一个坯料的等效应力应变均值较大,容易在飞边消除阶段产生折叠,因此辊挤成形初始速度选用30mm/s。辊轮的使用材料是H13,其最佳工作温度为600℃左右。当生产3个坯料之后,辊轮温度可以达到359℃左右,达到了辊轮预热目的,然后采用170mm/s的成形速度,可以使辊轮温度维持在597℃左右,不需要对辊轮进行降温处理就可以保证辊挤成形连续进行。通过进行辊挤成形试验,验证了新型辊轮复位机构和模拟的准确性,为辊挤成形在模具不预热的前提下,连续生产提供了依据。
甘洪岩[4]（2020）在《GH4169合金航空叶片楔横轧制坯心部缺陷及组织调控机理》文中提出高温合金叶片是航空、航天、舰船、能源等领域动力装备最重要的零部件之一,锻坯的微观组织及性能是保证叶片质量的关键。目前,高温合金叶片类零件少无余量精密塑性成形制坯工艺复杂。锻坯通常采用热挤压、热锻成形和机械加工等多道次加工,效率和精度低、组织性能与成形精度难以协同控制。随着航空工业的不断发展,对叶片类复杂曲面零件的尺寸精度、表面质量和性能要求不断提高。因此,发展一种代替热挤压工序,实现高效、高精度、成形控性一体化的制坯方法成为叶片类零件高效精密成形的关键。楔横轧是一种高效、近净成形技术,已在黑色金属轴类件制坯中得到广泛应用。对于镍基高温合金这种典型的航空难变形材料零件,楔横轧成形的研究很少,尤其在心部缺陷控制及微观组织演化规律的研究方面缺乏理论上的认识,制约了楔横轧技术在叶片类复杂锻件制坯中的工程应用。本文采用试验和数值模拟相结合的方法,研究GH4169合金楔横轧加工过程的心部缺陷形成机理及微观组织演变规律,为GH4169合金叶片类零件楔横轧制坯提供理论基础。首先采用等温压缩试验定量研究热变形工艺对GH4169合金微观组织及δ相演变规律的影响,探索GH4169合金在热变形过程中的微观组织演变规律及片层状δ相的溶解断裂行为。通过对变形后GH4169合金试样的微观组织,δ相形貌及位错分布进行表征,建立片层状δ相的球化过程模型,揭示片层状δ相在热变形过程中的球化机理。通过对GH4169合金楔横轧过程进行热力耦合数值模拟,分析轧制工艺及模具结构对楔横轧成形的影响,研究轧制过程中应力应变状态、金属流动、损伤等的演化规律,探讨第二相及动态再结晶对心部缺陷的影响,揭示GH4169合金楔横轧心部缺陷形成机理。研究发现:轧件心部金属有径向异常流动的趋势,是导致心部疏松的重要原因;且异常流动区域存在临界半径,可以通过控制轧制速度、展宽角和断面收缩率来减小异常流动的临界半径;片层状δ相易导致轧件心部出现微裂纹,楔横轧成形使片层状δ相发生变形,转变成短棒状或颗粒状,促进动态再结晶,对心部疏松缺陷起到愈合作用。采用金相显微镜（OM）,电子背散射衍射技术（EBSD）,扫描电镜（SEM）和定量X射线扫描（XRD）技术对不同热处理状态GH4169合金楔横轧件微观组织及δ相形貌、含量等进行表征。研究GH4169合金楔横轧件晶粒取向、孪晶、取向差分布以及织构类型,探讨GH4169合金楔横轧制过程中微观组织演变规律及动态再结晶机制,为精确调控轧件微观组织及δ相演化提供理论依据。研究结果表明,楔横轧成形过程中动态再结晶由轧件表层逐渐向心部扩展,楔横轧GH4169合金动态再结晶晶粒中存在不同变体类型的孪晶;动态再结晶机制为非连续动态再结晶;在相同的轧制工艺条件下,预析出δ相GH4169合金轧件表层δ相在轧制过程中完全球化,以颗粒状分布在晶界上,为动态再结晶提供了更多的形核质点,促进了动态再结晶的发生,有利于获得细小的再结晶晶粒;预析出δ相使GH4169合金的变形激活能增加,抑制了变形向心部扩展。研究GH4169合金楔横轧过程中δ相演变规律,分析楔横轧成形对δ相形貌、含量及分布规律的影响,探讨楔横轧成形过程中δ相与动态再结晶的相互作用机制;阐述楔横轧成形对GH4169合金δ相析出规律的影响及其析出动力学。研究结果表明:楔横轧成形过程中δ相以扭转断裂为主,楔横轧变形促进了 δ相的析出。通过改变楔横轧成形断面收缩率可以调控GH4169合金中δ相的析出形貌、含量及分布。在上述研究基础上,针对某型号GH4169合金叶片进行楔横轧制坯试验,对轧件的微观组织、δ相形貌以及轧件力学性能进行观测。对比分析不同轧制工艺参数下GH4169合金楔横轧件的室温拉伸性能及轧件硬度分布规律,探讨楔横轧成形对GH4169合金屈服强度的影响;采用SEM观测了拉伸件断口形貌,分析了拉伸断裂类型。试验结果表明:轧制后轧件的硬度提高,室温抗拉强度明显升高,轧件断口形貌呈均匀等轴韧窝状,为韧性断裂。
孙洪涛[5]（2020）在《基于修正GTN模型的楔横轧轴类件心部缺陷研究》文中进行了进一步梳理楔横轧技术具备高效率、高材料利用率等优点,是一种生产轴类件的新工艺,广泛用于交通行业,但轧件心部缺陷限制了该工艺的推广。楔横轧轴类件常常作为传动部件承受繁重交变的工作载荷,不允许内部存在缺陷。因此心部缺陷的研究对进一步推广该工艺有着重要意义。实际生产中用的金属大多是多相材料,材料内部原本存在的微孔洞、裂纹等对轧件损伤的演变具有重要影响。修正GTN模型可以将损伤演化和材料的拉伸、剪切过程联系起来,进而分析金属的断裂行为。将修正GTN模型应用于心部缺陷研究对减少缺陷产生和优化模具参数有重大意义。首先给出修正GTN模型的数值算法和子程序流程图。通过建立圆柱棒和剪切板材的单轴拉伸有限元仿真,验证模型可用于拉伸载荷或剪切载荷为主导的应力状态。其次通过棒材和剪切板材的高温拉伸实验得到了25Cr Mo4钢的应力应变曲线和剪切断裂应变。对拉断后试样的断口进行观察,得到不同应力状态下金属断裂机理。设计正交试验,通过有限元反向求解法结合显微图像分析,得到25Cr Mo4钢的修正GTN模型损伤参数。最后在Creo软件中完成楔横轧模具的特征建模方法。通过楔横轧仿真分析得出轴向拉应力过大和交变的剪切应力是导致心部缺陷产生的主要原因。结合轧件心部受力、变形特点和修正损伤模型,建立耦合损伤的楔横轧仿真模型,得到轧制过程中各个损伤分量的演化规律。分析不同成形参数对轧件心部损伤的影响,为实际生产中合理设计模具和减少轧件心部缺陷的产生提供了参考。
陈鑫[6]（2020）在《CVT带轮轴冷热复合成形工艺优化研究》文中进行了进一步梳理随着汽车行业节能减排政策的持续实施,汽车关键部件的绿色制造和智能化生产成为发展主流。CVT带轮轴作为重要的变速器核心零件,如何实现高效精密成形是亟需解决的课题。现有热模锻工艺在成形体积较大、齿数较多、直径比较大的锻坯时,存在齿形填充不满、表面折叠、模具型腔磨损严重等问题。本文以提高带轮轴锻坯成形质量为目的,研究了锻造成形工艺、模具设计、工艺参数对成形结果影响、模具磨损规律,基于正交实验法和响应面法,得出了最佳工艺参数组合,对同类型的盘类实心轴锻件的成形工艺提供了一定的借鉴意义。本文主要研究内容和结论如下:（1）根据CVT带轮轴多齿形、带法兰、长轴的结构特点,进行锻件图设计,提出了三种热模锻工艺路线,使用数值模拟进行成形效果对比,确定了正挤、预锻、终锻、冷精整的最佳成形工艺路线方案,进行了带轮轴成形过程中各道工序的坯料及模具设计。（2）基于热-力耦合数值分析理论,借助Deform-3D有限元分析软件获得了CVT带轮轴锻造各个工序的金属流动及应力应变场分布,通过工艺性分析得出终锻工序是保证带轮轴锻坯成形质量的关键工序,同时得到了终锻工序完成后凸模应力分布规律以及凸模模具磨损的分布情况。（3）为了提高终锻工序锻件成形质量,对终锻工序的核心工艺参数进行优化。首先确定了设计变量为始锻温度、模具温度、摩擦系数和凸模速率,优化目标为终锻过程中的等效应变、模具磨损量和综合质量。然后采用正交试验法和响应面法对终锻工序的核心工艺参数进行优化,结果表明响应面法优化效果比正交实验法更佳,最优参数组合为:始锻温度1025℃、摩擦系数0.16、凸模速率37mm/s、模具温度280℃。在此参数组合下,金属变形效果提高了22%,模具磨损减少了3%,终锻成形综合质量提高了9%。（4）对优化得到的工艺方案进行了实验验证,实验所得锻件品质优良,经检测,锻件尺寸误差集中在0.05mm,金属晶粒度达到8级,表面硬度在150170HB之间,金属内部不存在气泡、裂纹等缺陷,各项指标均符合零件要求。结果表明Deform软件具备准确预测成形过程中的金属流动状态及应力应变场的功能,借助有限元分析技术能够有效节省锻造工艺开发时间,提升工艺开发准确性。
徐森[7]（2020）在《TC4钛合金板材多道次控温轧制工艺研究》文中研究指明钛合金比强度高、耐腐蚀性强、无磁、机械性能好,是一种优质轻型结构材料、新型功能材料和重要生物工程材料。当前钛合金板带材市场需求较大,约占钛加工材的1/3。但钛板轧制温度窗口窄,导热性能差,开轧温度过高或轧制变形过大均会导致轧件中心区域温度急剧升高,使板坯温度分布不均,厚度方向出现组织差异,进而导致塑性变差,轧制变形不均、边裂等问题;轧制温度低,轧件加工硬化严重,导致轧制力过大,增加钛合金板轧制难度,故钛板轧制生产过程中板坯温度控制极为关键。本文围绕典型TC4钛合金热轧生产工艺,从控温轧制角度出发,结合某厂钛合金板材现场生产工艺,对TC4钛合金板材多道次轧制开展实验研究及有限元仿真分析,为制定钛合金板带热轧工艺规程提供了理论依据。利用Gleeble-3800热模拟试验机测定TC4钛合金材料高温流变应力,分析温度和变形速率对流变应力的影响规律,并利用热加工图研究TC4钛合金的热加工范围。通过热轧实验研究了横纵轧道次压下率分配对TC4钛合金板各向异性的影响,发现当横纵轧道次压下率分配为1:1时,材料各向异性基本消除。开展TC4钛合金板换热实验与轧制实验,测定试样指定位置多点温度变化,并建立实验工况有限元仿真模型,通过反传热计算及正向模拟验证确定TC4钛合金板与空气间的综合换热系数、与轧辊间接触换热系数。建立TC4钛合金板带热轧有限元模型并利用工业现场数据验证了有限元模型可靠性,进而对不同轧制工艺参数及多参数耦合轧制工况进行了仿真分析。结果表明影响热轧板坯温度分布的主要因素为轧制速度与道次压下率。结合某厂TC4钛合金典型轧制生产规程建立三维全流程轧制仿真模型,对各道次钛合金板轧后温度分布、板坯宽展变形规律与宽向温度均匀性进行了研究。结果表明板宽边部50mm范围内,轧件温降明显,与轧件内部最大温差超过50℃,温度分布不均是导致轧件边部变形不均及开裂的主要原因。轧件较厚时,沿厚度方向边部宽展变形呈近似“双鼓”形,随着轧制道次的进行,后呈“凸”形,且宽展量随板厚减小而减小。在有限元模拟基础上确定了热轧TC4钛合金轧制温度窗口,给出了钛合金板带轧制工艺制度指导性原则,并结合现场实际轧制工艺开发了钛合金热轧工艺规程软件。通过控制轧制工艺参数,实现对钛合金板坯温度的全流程调控。
路红岩[8]（2019）在《汽车输出轴的成形工艺优化及轧件缺陷控制》文中研究表明楔横轧是一种先进的近净成形技术,具备生产效率高、节材率高、轧件精度高等优点。在楔横轧技术的实际生产中,多台阶轴成形时,轧件容易出现内部中空疏松、外部台阶螺旋状斜面等缺陷,导致零件尺寸、质量都不满足要求,且轧件疲劳寿命大大降低。由于楔横轧多台阶轴三维弹塑性成形过程复杂,因此国内外相关文献大多针对小型、简单的楔横轧轴类件成形缺陷进行研究,关于复杂多台阶轴类件轧制成形时出现的轴端疏松及台阶螺旋状斜面等缺陷的研究文献很少。以实际生产中的多台阶复杂轴件汽车输出轴为研究对象,对该轴的轧制工艺方案进行分析,结合文献及实际轧制经验,确定了该轧件毛坯尺寸（直径与长度）、轧机型号、料头位置等,给定了热态毛坯尺寸、模具槽形、模具楔形、模具破瓣位置和楔挡板的设计方法,利用Deform 6.0有限元模拟软件建立了汽车输出轴楔横轧轧制模型。借助Deform 6.0有限元模拟软件分析汽车输出轴这一多台阶轴的变形规律及轧件内部缺陷形成规律,考虑工艺参数的交互影响,设定了成形角α、展宽角β、轧制温度T三因素三水平的正交实验,并结合实际轧制实验,得到了楔横轧技术中三个主要工艺参数成形角α=22°、展宽角β=8.41°和轧制温度T=1100℃最优组合。分析了轧件螺旋状斜面缺陷,研究轧齐曲线对轧件不同位置直角台阶的影响规律。根据体积平衡原理,建立在轧齐曲线作用下的模具楔形体积Vd与其对应的轧件台阶体积V的平衡关系。最后根据制件台阶轴端体积变化规律,利用各参数和条件建立了线性函数的轧齐曲线方程,并采用有限元模拟和轧制实验相结合的方式对该轧齐曲线进行了验证,研究结果减少了台阶轧齐修复次数以及提高了轧齐数据的准确性。研究结果显示,成形角α和轧制温度T是轧件发生内部中空疏松的关键因素;模具轧齐曲线是影响轧件发生外部螺旋状斜面的关键因素。利用有限元模拟和轧制实验相结合的方法,针对上述缺陷提供了行之有效的解决方案,给出了基于复杂多台阶轴的新型轧齐曲线方程,研究结果为多台阶轴的实际生产提供了理论依据。
张伟[9]（2019）在《6061铝合金热变形行为及连杆闭塞锻造研究》文中研究说明通用汽油发动机连杆大多选用Al-Si-Mg系6061铝合金,目前普遍采用压力铸造或普通热模锻后机械加工的方法制造,存在生产工序多、工艺流程长、材料利用率低和生产成本高等不足。为此,本文以6061铝合金连杆锻件为研究对象,采用闭塞锻造成形方式获得精密连杆锻件,通过研究6061铝合金热变形过程中流动应力和微观组织演变规律,获得6061铝合金热变形最佳工艺参数。探究并分析了不同结构形式铝合金连杆闭塞锻造成形时金属流动规律,制订了合理的成形工艺方法和热处理方式,分析解决了精密成形铝合金连杆部分工艺性问题。采用Gleeble-3500热模拟压缩试验机分析了不同工艺参数对6061铝合金热压缩变形的影响。6061铝合金具有正应变速率敏感性,随着应变速率的增加,合金的峰值流动应力和峰值应变增加;随着变形温度的增加,合金的峰值流动应力和峰值应变减小。通过合金热压缩变形相关计算,得到6061铝合金的变形激活能为236.252k J/mol,建立了该合金本构关系为ε=2.6×1017sinh（0.0151σ）8.93 exp（-236.252/8.414T）。基于动态材料模型（DMM）,构建了6061铝合金的热加工图,获得材料的最佳成形温度为440～470℃、应变速率为0.1～1s-1。以热压缩试验结果为基础,通过线性回归方法,研究了6061铝合金动态再结晶规律,推导出包括峰值应变方程、临界应变方程、动态再结晶动力学方程以、动态再结晶晶粒尺寸方程和元胞自动机（CA）模型。从宏观变形和微观组织演变两方面,对热压缩试验过程进行有限元数值模拟,得到应变速率和变形温度对合金动态再结晶影响规律。随着变形温度的升高,动态再结晶体积百分数和晶粒尺寸均增大;随着应变速率的增大,动态再结晶体积百分数和晶粒尺寸均减小。基于6061铝合金本构关系和微观组织数学模型,采用有限元模拟软件DEFORM分析了不同结构形式铝合金连杆闭塞锻造成形中金属流动规律、速度场、应力应变场及动态再结晶等情况。通过分析得到对于整体式铝合金连杆,冲头双向同步闭塞挤压成形;对于分体式铝合金连杆,冲头三向异步闭塞挤压成形,所成形的连杆充填饱满、无明显缺陷。以典型分体式铝合金连杆为成形对象,对闭塞锻造成形工艺参数进行优化分析,得到最佳成形温度450℃、变形速度12mm/s、摩擦系数0.2。依靠自主设计的闭塞锻造专用模架和工艺装备,实现了在单动四柱液压机上进行闭塞锻造成形。研究固溶和时效处理对6061铝合金连杆组织和性能的影响,6061铝合金连杆最佳固溶温度530℃、保温时间100min,时效温度175℃、保温时间300min,最终成形出了性能较为优异的铝合金连杆锻件。
马自勇[10]（2019）在《直齿圆柱齿轮轴向滚轧成形基础理论与实验研究》文中研究表明齿轮滚轧成形是一种较为先进的无屑加工方法,它利用一个或多个同向旋转轧轮带动工件旋转,同时径向或轴向进给挤压工件表面,使其金属产生塑性流动从而获得特定尺寸与形状的齿轮,具有加工效率高、材料耗费少、表面质量和使用性能好等优点,符合现代齿轮高效、精密、绿色的生产理念。本文在对直齿圆柱齿轮轴向滚轧自由分齿原理及轧制精度分析的基础上,提出了强制分齿式轴向滚轧成形新工艺,并对齿轮展成原理、自由分齿误差、材料流动机理、工件轮齿长高、轧轮设计方法、实验机床研制以及轧件精度进行了研究,为直齿圆柱齿轮的高效制造提供了重要的理论依据与技术支撑。主要研究内容如下:（1）开展了直齿圆柱齿轮轴向滚轧自由分齿误差溯源研究:包括推导轴向滚轧自由精确分齿条件;建立工件初始直径、轧轮初始相位、重合度与齿距误差的数学模型;通过理论分析、有限元仿真以及滚轧实验,验证了所述齿距误差评估模型的有效性。为了在保持轧轮通用性的同时,将上述因素对分齿误差的影响降至最低,提出了直齿圆柱齿轮强制分齿式轴向滚轧成形新工艺。（2）研究了劈-挤-轧复合作用下轴向滚轧材料流动机理:包括建立被轧工件齿底材料在径向和周向流动的预测模型,以及齿面材料流动的预测模型,通过相对滑动距离描述材料的流动趋势;利用DEFORM软件中的点追踪功能分析了被轧工件材料在轴向、径向和周向的流动速度和位移,找到了相关缺陷形成的根本原因及其所处位置;基于薄片法和网格实验法分析被轧工件材料的流动路径,以及材料流动对微观组织的影响,为后续工件轮齿长高分析与轧轮几何设计提供依据。（3）进行了工件齿顶缺陷形成与轮齿长高影响因素研究:包括构建基于有效齿顶圆的工件轮齿长高系数模型,研究了工件齿数、齿高系数、顶隙系数、模数、齿宽、端面凸起量、压力角、齿顶缺陷以及齿根圆角等参数对轮齿长高系数的影响规律;借助模拟软件分析工件齿数、模数、压力角以及材料对轧件齿顶圆的影响,进而给出不同条件下长高系数的推荐值;利用滚轧实验对所建立模型进行验证,证明了该模型的有效性,为工业生产时轧件尺寸的确定提供新方法。（4）完成了直齿圆柱齿轮轴向滚轧轮几何设计并进行了滚轧实验研究:包括根据齿轮轴向滚轧成形特点,确定轧轮结构形式;建立轧轮切入段锥角、精整段齿全高、精整段以及退出段变位系数求解模型,并分析轧轮几何参数对滚轧过程的影响;室温拉伸实验获取冷作模具钢DC53力学性能;利用制造的DC53轧轮开展滚轧实验,对所提出的轧轮设计方法进行验证,为后续开展相关实验提供工具。（5）研制了圆柱齿轮滚轧成形机床,并对轧件精度进行了检测与分析:包括齿轮滚轧机床的工件装夹、轧轮相位调整、轧轮同步旋转等机械结构设计,液压系统原理设计,以及由该机床滚轧成形的20CrMnTi轧件精度检测与分析。结果表明,轧件单个齿距偏差、齿廓总偏差、齿廓形状误差均为7级,齿廓倾斜偏差与径向跳动为8级,齿距累积总偏差为9级,公法线变动量为10级。
二、楔横轧三维热力耦合非线性有限元模拟（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、楔横轧三维热力耦合非线性有限元模拟（论文提纲范文）
（1）管材胀轧成形工艺研究及专机设计与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 管材成形工艺及其装备研究进展 |
| 1.2.1 管材液压胀形工艺及装备 |
| 1.2.2 管材楔横轧成形工艺及装备 |
| 1.3 花键冷滚轧工艺及设备研究进展 |
| 1.3.1 花键冷滚轧工艺研究进展 |
| 1.3.2 花键冷滚轧设备研究进展 |
| 1.4 本文研究意义及研究内容 |
| 第2章 管材胀轧成形工艺及其有限元仿真 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 胀轧成形工艺及模具设计 |
| 2.3 胀轧成形有限元模型 |
| 2.3.1 有限元模型 |
| 2.3.2 材料属性及边界条件 |
| 2.4 有限元模拟结果 |
| 2.4.1 仿真结果分析 |
| 2.4.2 成形缺陷分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 小型C形框架管材胀轧成形专机设计及分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 设计参数及理论计算 |
| 3.2.1 胀轧成形专机设计方案及技术参数 |
| 3.2.2 机架强度计算及校核 |
| 3.2.3 液压缸强度计算及校核 |
| 3.3 C形框架的结构优化设计 |
| 3.3.1 C形框架基本模型 |
| 3.3.2 C形框架优化计算方法 |
| 3.3.3 优化结果分析 |
| 3.4 整体框架有限元分析 |
| 3.5 主要零部件有限元分析 |
| 3.5.1 液胀液压缸缸筒和活塞杆有限元分析 |
| 3.5.2 模具运动缸缸筒和活塞杆有限元分析 |
| 3.6 机架震动模态分析 |
| 3.7 装配结构设计 |
| 3.7.1 液胀液压缸装配结构设计 |
| 3.7.2 整机装配结构设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 组合框架式管材胀轧成形专机设计及分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 设计参数及理论计算 |
| 4.2.1 成形专机主要技术参数 |
| 4.2.2 机架强度计算及校核 |
| 4.2.3 液压缸强度计算及校核 |
| 4.3 整体框架有限元分析 |
| 4.3.1 刚性连接的整体框架有限元分析 |
| 4.3.2 虚拟材料柔性连接的整体框架有限元分析 |
| 4.4 主要零部件有限元分析 |
| 4.4.1 垂直主工作缸缸筒及活塞杆分析 |
| 4.4.2 液胀液压缸缸筒及活塞杆分析 |
| 4.4.3 模具运动缸缸筒及活塞杆分析 |
| 4.5 机架震动模态分析 |
| 4.6 装配结构设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（2）汽车后桥半轴塑性成形工艺设计与数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 汽车后桥半轴及生产制造工艺 |
| 1.2.1 后桥半轴结构形式 |
| 1.2.2 传统制造方法 |
| 1.2.3 辊锻-镦锻复合成形新工艺 |
| 1.3 后桥半轴相关成形技术的发展动态 |
| 1.3.1 后桥半轴成形技术研究与应用现状 |
| 1.3.2 辊锻技术的发展及应用 |
| 1.4 体积成形有限元数值模拟研究现状 |
| 1.4.1 塑性加工数值模拟原理与发展 |
| 1.4.2 数值模拟在体积成形工艺分析中的应用 |
| 1.5 选题依据及主要研究内容 |
| 第2章 后桥半轴成形工艺分析及模具设计 |
| 2.1 汽车后桥半轴零件结构及材料分析 |
| 2.1.1 零件结构 |
| 2.1.2 材料分析 |
| 2.2 成形工艺方案的制定 |
| 2.2.1 毛坯下料 |
| 2.2.2 加热 |
| 2.2.3 半轴杆部阶梯轴成形 |
| 2.2.4 半轴头部法兰盘成形 |
| 2.2.5 机加工及热处理 |
| 2.3 阶梯轴辊锻成形工艺设计 |
| 2.3.1 辊锻毛坯尺寸的确定 |
| 2.3.2 辊锻道次的确定 |
| 2.3.3 辊锻型槽系的选取 |
| 2.3.4 辊锻模具设计及辊锻机的选取 |
| 2.4 法兰盘摆辗成形工艺设计 |
| 2.4.1 法兰盘部分毛坯尺寸的确定 |
| 2.4.2 摆辗机的选取 |
| 2.5 法兰盘精密镦锻成形工艺设计 |
| 2.5.1 毛坯尺寸确定 |
| 2.5.2 镦锻机的选取 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 阶梯轴辊锻成形数值模拟 |
| 3.1 数值模拟软件选择 |
| 3.1.1 DEFORM软件平台选择 |
| 3.1.2 有限元模拟方法选择 |
| 3.2 有限元模拟前处理 |
| 3.2.1 辊锻成形几何模型构建 |
| 3.2.2 网格划分与模拟控制 |
| 3.2.3 初始边界条件处理 |
| 3.3 模具修正与优化 |
| 3.3.1 初修正 |
| 3.3.2 再修正 |
| 3.4 主要工艺参数对锻件成形性的影响 |
| 3.4.1 特征段的选取 |
| 3.4.2 坯料初始温度对成形性的影响 |
| 3.4.3 摩擦对成形性的影响 |
| 3.4.4 辊缝对成形性的影响 |
| 3.5 工艺参数对变形过程中力学量场的影响 |
| 3.5.1 坯料初始温度 |
| 3.5.2 模具预热温度的影响 |
| 3.5.3 摩擦因子的影响 |
| 3.5.4 辊缝的影响 |
| 3.6 参数择优条件下辊锻成形过程分析 |
| 3.6.1 载荷变化 |
| 3.6.2 速度场分析 |
| 3.6.3 应力场分析 |
| 3.6.4 温度场分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 半轴法兰盘摆辗成形数值模拟 |
| 4.1 法兰盘摆碾成形有限元模型构建 |
| 4.1.1 毛坯简化 |
| 4.1.2 网格划分与模拟控制 |
| 4.1.3 初始边界条件处理 |
| 4.2 法兰盘摆辗成形数值模拟分析 |
| 4.2.1 法兰盘摆辗成形过程 |
| 4.2.2 金属流动规律 |
| 4.2.3 等效应力场分析 |
| 4.2.4 等效应变场分析 |
| 4.2.5 温度场分析 |
| 4.2.6 行程-载荷 |
| 4.3 摆辗法兰盘损伤分析 |
| 4.3.1 损伤分析 |
| 4.3.2 易开裂区应力应变分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 半轴法兰盘精密镦锻成形数值模拟 |
| 5.1 法兰盘镦锻成形有限元模型构建 |
| 5.1.1 几何模型构建 |
| 5.1.2 网格划分与模拟控制 |
| 5.1.3 初始边界条件处理 |
| 5.2 模具圆角优化 |
| 5.2.1 圆角r的设置 |
| 5.2.2 圆角r的影响规律 |
| 5.3 主要工艺参数对载荷及应力的影响 |
| 5.3.1 工艺参数的设置 |
| 5.3.2 镦锻速度的影响规律 |
| 5.3.3 摩擦的影响规律 |
| 5.3.4 模具预热温度的影响规律 |
| 5.3.5 坯料初始温度的影响规律 |
| 5.4 镦锻成形数值模拟结果分析 |
| 5.4.1 法兰盘镦锻成形过程 |
| 5.4.2 载荷分析 |
| 5.4.3 速度场分析 |
| 5.4.4 等效应力场分析 |
| 5.4.5 等效应变场分析 |
| 5.4.6 温度场分析 |
| 5.4.7 镦锻法兰盘损伤分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要研究成果 |
| 6.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及硕士间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）曲线回转外形筒体辊挤生产关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 曲线外形筒体件成形技术 |
| 1.3.1 冲孔(反挤压)工艺 |
| 1.3.2 径向锻造 |
| 1.3.3 旋压 |
| 1.3.4 楔横轧 |
| 1.3.5 辊挤成形研究现状 |
| 1.4 研究内容及工艺 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线图 |
| 1.5 创新之处主要工作 |
| 第2章 辊挤成形工艺分析 |
| 2.1 辊挤成形原理 |
| 2.2 筒体件形状及使用材料 |
| 2.3 筒体件成形难点 |
| 2.4 修边余量的确定 |
| 2.5 辊挤成形易形成的缺陷 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 辊轮及其复位装置改进 |
| 3.1 辊挤材料及工作温度 |
| 3.1.1 辊轮磨损 |
| 3.1.2 辊轮材料的选用 |
| 3.1.3 辊轮的工作温度 |
| 3.2 辊轮复位机构改进 |
| 3.2.1 坯料的台阶缺陷 |
| 3.2.2 坯料台阶产生的原因 |
| 3.2.3 改进的辊轮复位机构 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 辊挤连续成形数值模拟 |
| 4.1 有限元模拟软件介绍 |
| 4.2 模拟参数设置 |
| 4.3 Deform有限仿真条件的确定 |
| 4.3.1 变形温度 |
| 4.3.2 变形速度 |
| 4.4 飞边高度分析 |
| 4.4.1 第二阶段飞边高度分析 |
| 4.4.2 第三阶段飞边高度分析 |
| 4.5 飞边高度的均匀性分析 |
| 4.6 凸台高度分析 |
| 4.7 坯料表面和飞边处温度分析 |
| 4.8 模具温度分析 |
| 4.9 等效应力分析 |
| 4.9.1 第一道次等效应力分析 |
| 4.9.2 第二道次等效应力分析 |
| 4.10 等效应变分析 |
| 4.10.1 第一道次等效应变分析 |
| 4.10.2 第二道次等效应变 |
| 4.11 模具受力分析 |
| 4.11.1 凹模受力分析 |
| 4.11.2 冲头载荷分析 |
| 4.12 折叠分析 |
| 4.13 工作成形速度选择 |
| 4.14 本章小结 |
| 第五章 辊挤成形实验 |
| 5.1 实验路线 |
| 5.2 实验条件 |
| 5.3 实验过程 |
| 5.3.1 下料 |
| 5.3.2 冲孔 |
| 5.3.3 辊挤成形 |
| 5.4 实验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及所得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）GH4169合金航空叶片楔横轧制坯心部缺陷及组织调控机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 GH4169合金的微观组织及δ相调控的国内外研究现状 |
| 1.2.1 GH4169合金的热变形行为 |
| 1.2.2 GH4169合金晶粒调控研究 |
| 1.2.3 GH4169合金中δ相调控研究 |
| 1.3 高温合金叶片成形技术现状 |
| 1.3.1 叶片挤压成形研究 |
| 1.3.2 叶片锻造成形研究 |
| 1.3.3 叶片制坯技术的现状及存在问题 |
| 1.4 楔横轧成形技术及应用现状 |
| 1.4.1 楔横轧模具结构及设备 |
| 1.4.2 楔横轧制坯技术研究 |
| 1.4.3 楔横轧成形过程中心部缺陷形成机理研究 |
| 1.4.4 楔横轧成形过程中微观组织演变研究 |
| 1.4.5 GH4169合金叶片类零件楔横轧制坯技术研究 |
| 1.5 课题主要研究内容 |
| 第2章 GH4169合金热变形过程中的微观组织演变 |
| 2.1 试验材料及方法 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验方法与设备 |
| 2.2 固溶态GH4169合金热变形过程中微观组织演变规律 |
| 2.3 影响时效态GH4169合金热变形微观组织演变的主要因素 |
| 2.3.1 变形温度 |
| 2.3.2 变形量 |
| 2.3.3 应变速率 |
| 2.4 GH4169合金热变形过程中的δ相演化规律 |
| 2.4.1 热压缩变形过程中δ相形貌演化行为 |
| 2.4.2 热压缩变形过程中GH4169合金动态再结晶行为 |
| 2.4.3 热压缩变形过程中δ相断裂行为 |
| 2.5 GH4169合金热变形过程中δ相球化机理 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 GH4169合金楔横轧成形心部缺陷形成机理 |
| 3.1 试验材料与方法 |
| 3.1.1 试验材料 |
| 3.1.2 试验方法与设备 |
| 3.1.3 有限元模拟方法 |
| 3.2 楔横轧成形受力分析及应力应变演变规律 |
| 3.2.1 楔横轧过程轧件受力特点 |
| 3.2.2 GH4169合金楔横轧件应力应变变化规律 |
| 3.3 GH4169合金楔横轧成形金属流动规律及主要影响因素 |
| 3.3.1 轧制温度 |
| 3.3.2 轧制速度 |
| 3.3.3 成形角 |
| 3.3.4 展宽角 |
| 3.3.5 断面收缩率 |
| 3.3.6 坯料直径 |
| 3.4 影响GH4169合金楔横轧成形损伤分布规律的主要因素 |
| 3.4.1 轧制温度 |
| 3.4.2 轧制速度 |
| 3.4.3 成形角 |
| 3.4.4 展宽角 |
| 3.4.5 断面收缩率 |
| 3.4.6 坯料直径 |
| 3.5 GH4169合金楔横轧成形心部缺陷形成机理 |
| 3.5.1 微观组织对楔横轧心部缺陷形成的影响 |
| 3.5.2 第二相对楔横轧心部缺陷形成的影响 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 GH4169合金楔横轧过程中的微观组织演变 |
| 4.1 试验材料及方法 |
| 4.1.1 试验材料 |
| 4.1.2 试验方法及设备 |
| 4.2 固溶态GH4169合金楔横轧件微观组织演变规律 |
| 4.2.1 动态再结晶 |
| 4.2.2 孪晶 |
| 4.2.3 晶粒取向 |
| 4.2.4 织构 |
| 4.3 时效态GH4169合金楔横轧微观组织演变规律 |
| 4.3.1 时效态GH4169合金楔横轧微观组织 |
| 4.3.2 δ相与动态再结晶的相互作用机制 |
| 4.4 GH4169合金楔横轧过程中的动态再结晶行为 |
| 4.4.1 固溶态GH4169合金楔横轧过程中动态再结晶 |
| 4.4.2 时效态GH4169合金楔横轧过程中动态再结晶 |
| 4.4.3 楔横轧成形过程中动态再结晶演变过程 |
| 4.4.4 动态再结晶对楔横轧件心部缺陷的愈合作用 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 楔横轧成形对GH4169合金δ相演变的影响 |
| 5.1 试验材料及方法 |
| 5.1.1 试验材料 |
| 5.1.2 试验方法及设备 |
| 5.2 楔横轧过程中的δ相演化规律 |
| 5.3 影响楔横轧GH4169合金δ相析出的主要因素 |
| 5.3.1 取向差对δ相析出的影响 |
| 5.3.2 断面收缩率对δ相析出的影响 |
| 5.3.3 时效温度对δ相析出的影响 |
| 5.4 楔横轧成形条件下δ相析出动力学 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 楔横轧成形对GH4169合金性能的影响 |
| 6.1 试验材料及方法 |
| 6.1.1 试验材料 |
| 6.1.2 试验方法及设备 |
| 6.2 GH4169合金楔横轧件力学性能 |
| 6.2.1 室温拉伸性能 |
| 6.2.2 拉伸断口形貌 |
| 6.2.3 硬度 |
| 6.3 楔横轧GH4169合金性能的影响因素 |
| 6.3.1 晶粒尺寸对GH4169合金屈服强度的影响 |
| 6.3.2 δ相对GH4169合金屈服强度的影响 |
| 6.4 GH4169合金板式楔横轧试验 |
| 6.4.1 轧件外形尺寸 |
| 6.4.2 轧件显微组织 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 作者简介 |
（5）基于修正GTN模型的楔横轧轴类件心部缺陷研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 背景及意义 |
| 1.2 楔横轧工艺概述 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 韧性损伤模型研究现状 |
| 1.3.2 韧性断裂准则研究现状 |
| 1.3.3 楔横轧心部缺陷研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 细观损伤模型及其数值实现算法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 剪切修正损伤模型 |
| 2.2.1 屈服函数 |
| 2.2.2 流动法则 |
| 2.2.3 材料的塑性行为 |
| 2.2.4 损伤变量演化规律 |
| 2.3 剪切修正GTN模型的数值实现算法 |
| 2.3.1 本构积分算法 |
| 2.3.2 数值算法的实现过程 |
| 2.3.3 数值算法流程图 |
| 2.4 损伤模型子程序的测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 25CrMo4 钢的高温变形及微观形貌分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 合金钢25Cr Mo4 的高温变形实验 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 实验设备及实验方案 |
| 3.2.3 实验结果及其分析 |
| 3.3 断口形貌与微观组织分析 |
| 3.3.1 断口形貌分析 |
| 3.3.2 断口微观组织分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 细观损伤模型参数标定及其优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型参数的确定 |
| 4.2.1 屈服函数修正系数 |
| 4.2.2 初始孔洞体积分数 |
| 4.2.3 新孔洞形成相关的损伤参数 |
| 4.2.4 临界孔洞体积分数与断裂时孔洞体积分数 |
| 4.3 正交试验 |
| 4.4 圆柱棒的单轴拉伸数值模拟 |
| 4.4.1 数值模型的建立 |
| 4.4.2 棒材单轴拉伸数值模拟结果 |
| 4.5 剪切板材的单轴拉伸数值模拟 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于修正GTN模型的楔横轧数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 楔横轧模具设计 |
| 5.2.1 模具设计原则 |
| 5.2.2 模具的三维模型构建 |
| 5.3 楔横轧件心部缺陷的产生机理研究 |
| 5.3.1 楔横轧仿真模型的建立 |
| 5.3.2 有限元模拟结果分析 |
| 5.3.3 不同应力状态下孔洞的变形行为 |
| 5.4 基于修正GTN模型的楔横轧数值模拟及损伤行为分析 |
| 5.4.1 基于修正GTN模型的楔横轧仿真模型的建立 |
| 5.4.2 楔横轧过程损伤行为 |
| 5.5 成形参数对心部损伤的影响 |
| 5.5.1 成形角对心部损伤的影响 |
| 5.5.2 展宽角对心部损伤的影响 |
| 5.5.3 断面收缩率对心部损伤的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）CVT带轮轴冷热复合成形工艺优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 CVT带轮轴锻件加工工艺 |
| 1.3 精密塑性成形技术 |
| 1.4 精密塑性成形发展及国内外研究概况 |
| 1.5 课题研究内容及意义 |
| 第二章 CVT带轮轴锻造工艺及模具设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 CVT带轮轴锻件的设计 |
| 2.3 锻件工艺流程的选择 |
| 2.3.1 工艺路线方案一:精密热锻工艺流程 |
| 2.3.2 工艺路线方案二:冷热复合精锻工艺流程(一) |
| 2.3.3 工艺路线方案三:冷热复合精锻工艺流程(二) |
| 2.3.4 工艺路线方案的确定 |
| 2.4 工艺路线设计 |
| 2.5 CVT带轮轴锻造模具设计 |
| 2.5.1 CVT带轮轴锻造正挤模具设计 |
| 2.5.2 CVT带轮轴锻造预锻模具设计 |
| 2.5.3 CVT带轮轴锻造终锻模具设计 |
| 2.5.4 CVT带轮轴齿形精整模具设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 CVT带轮轴成形数值模拟与模具分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 金属成形有限元数值模拟理论和Deform软件简介 |
| 3.2.1 刚塑性有限元理论 |
| 3.2.2 金属成形热—力耦合有限元理论简述 |
| 3.2.3 金属成形热—力耦合分析的基本方程 |
| 3.2.4 DEFORM-3D有限元分析软件简介 |
| 3.2.5 DEFORM-3D有限元技术处理 |
| 3.3 CVT带轮轴锻件成形数值模拟 |
| 3.3.1 有限元模型的建立 |
| 3.3.2 模拟参数的设定 |
| 3.4 CVT带轮轴热模锻成形模拟结果及分析 |
| 3.4.1 正挤结果分析 |
| 3.4.2 预锻结果分析 |
| 3.4.3 终锻结果分析 |
| 3.5 CVT带轮轴终锻成形模具应力分析 |
| 3.5.1 有限元模型的建立 |
| 3.5.2 终锻模具应力场分析 |
| 3.6 CVT带轮轴成形终锻模具磨损分析 |
| 3.6.1 模具磨损机理 |
| 3.6.2 磨损基本模型 |
| 3.6.3 有限元模型的建立 |
| 3.6.4 终锻模具磨损分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 CVT带轮轴终锻成形工艺参数优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多目标优化方法概述 |
| 4.3 带轮轴终锻工艺参数优化实验设计 |
| 4.3.1 终锻过程控制参数和优化目标的确定 |
| 4.3.2 正交实验因素水平和正交表的确定 |
| 4.4 基于正交实验的终锻成形工艺参数优化 |
| 4.4.1 基于锻件等效应变值的工艺参数优化 |
| 4.4.2 基于模具磨损量的工艺参数优化 |
| 4.4.3 基于终锻综合质量的工艺参数优化 |
| 4.5 基于响应面法的终锻成形工艺参数优化 |
| 4.5.1 响应面法简介和试验方法设计 |
| 4.5.2 终锻成形优化响应面模型的选择 |
| 4.5.3 终锻成形质量响应面模型的建立 |
| 4.5.4 响应面与等高线结果分析 |
| 4.6 正交实验优化与响应面法优化对比分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 CVT带轮轴冷热复合精密成形实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验设备与原材料准备 |
| 5.3 带轮轴冷热复合精密成形实验 |
| 5.4 实验结果 |
| 5.5 质量分析 |
| 5.5.1 尺寸精度分析 |
| 5.5.2 微观组织与机械性能分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
（7）TC4钛合金板材多道次控温轧制工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的与意义 |
| 1.2 钛合金热变形行为研究现状 |
| 1.3 钛合金轧制变形数值模拟研究现状 |
| 1.4 钛合金板轧制工艺研究现状 |
| 1.5 课题来源及主要研究内容 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第2章 钛合金热变形行为及各向异性研究 |
| 2.1 TC4钛合金热变形行为研究 |
| 2.1.1 热压缩实验 |
| 2.1.2 实验材料与实验方案 |
| 2.1.3 实验结果 |
| 2.1.4 热加工图 |
| 2.2 热轧TC4钛合金各向异性研究 |
| 2.2.1 轧制方案 |
| 2.2.2 轧制工艺(横、纵轧)对各向异性的影响 |
| 2.2.3 金相分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 TC4钛合金板换热系数实验研究 |
| 3.1 板坯与空气间综合换热系数实验研究 |
| 3.1.1 实验方法 |
| 3.1.2 实验结果 |
| 3.1.3 DEFORM反求换热系数 |
| 3.2 板坯与轧辊间接触换热系数实验研究 |
| 3.2.1 实验方法 |
| 3.2.2 实验结果 |
| 3.2.3 利用轧制结果正求接触换热系数 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 TC4钛合金板热轧模拟分析 |
| 4.1 有限元模型的建立 |
| 4.1.1 模型建立 |
| 4.1.2 多道次可逆轧制过程的实现 |
| 4.1.3 材料属性设置 |
| 4.1.4 初始条件的确定 |
| 4.1.5 边界条件定义 |
| 4.2 热轧有限元模型可靠性验证 |
| 4.3 不同轧制工艺参数对温度场影响 |
| 4.3.1 轧制速度对温度场影响 |
| 4.3.2 压下率对温度场影响 |
| 4.3.3 摩擦系数对温度场影响 |
| 4.3.4 辊径对温度场影响 |
| 4.3.5 辊温对温度场影响 |
| 4.4 单道次组合工况轧制仿真分析 |
| 4.4.1 一火次厚板分析 |
| 4.4.2 一火次薄板分析 |
| 4.4.3 二火次轧制分析 |
| 4.5 三维全流程轧制仿真分析 |
| 4.5.1 全流程轧制工艺的制定 |
| 4.5.2 全流程轧制板坯温度变化及轧机力能参数研究 |
| 4.5.3 流程轧制宽展变形及温度均匀性研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 钛合金热轧工艺研究及工艺软件开发 |
| 5.1 钛合金板材轧制工艺规程制定 |
| 5.1.1 坯料准备 |
| 5.1.2 坯料设计 |
| 5.1.3 工艺制度 |
| 5.2 基本模型 |
| 5.2.1 温度计算模型 |
| 5.2.2 宽展计算模型 |
| 5.3 钛合金热轧工艺软件开发 |
| 5.3.1 某厂钛合金热轧生产线 |
| 5.3.2 软件功能及系统主界面 |
| 5.3.3 材料数据库模块 |
| 5.3.4 单模型调试模块 |
| 5.3.5 轧机配置模块 |
| 5.3.6 轧制工艺规程制定模块 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（8）汽车输出轴的成形工艺优化及轧件缺陷控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 楔横轧技术简介 |
| 1.2 楔横轧技术的优点 |
| 1.3 楔横轧技术在国内外的发展 |
| 1.4 楔横轧技术的研究现状 |
| 1.4.1 楔横轧技术内部缺陷研究现状 |
| 1.4.2 楔横轧技术外部缺陷研究 |
| 1.5 有限元技术在金属塑性成形中的应用 |
| 1.5.1 有限元概述 |
| 1.5.2 楔横轧成形的数值模拟技术 |
| 1.6 课题的主要研究内容 |
| 第2章 汽车输出轴楔横轧模具结构设计 |
| 2.1 模具设计原则 |
| 2.2 汽车输出轴轧制方案分析 |
| 2.2.1 毛坯尺寸的确定 |
| 2.2.2 轧机型号的确定 |
| 2.2.3 料头位置的确定 |
| 2.2.4 坯料直径与长度的确定 |
| 2.3 汽车输出轴楔横轧模型的建立 |
| 2.3.1 热态毛坯尺寸的确定 |
| 2.3.2 模具槽型设计 |
| 2.3.3 模具楔形工艺参数的选择 |
| 2.3.4 模具楔形的轧齐曲线设计 |
| 2.3.5 楔横轧模具破瓣位置尺寸设计 |
| 2.3.6 楔挡板尺寸的确定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 汽车输出轴楔横轧模拟仿真 |
| 3.1 DEFORM-3D有限元软件 |
| 3.2 数值模拟模型的建立 |
| 3.2.1 导入物理模型 |
| 3.2.2 材料选取 |
| 3.2.3 网格划分 |
| 3.2.4 边界条件 |
| 3.2.5 模具运动 |
| 3.3 模拟结果及分析 |
| 3.3.1 对于C段台阶的模拟分析 |
| 3.3.2 对于F段台阶的模拟分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 汽车输出轴内部缺陷分析及工艺参数优化 |
| 4.1 汽车输出轴轴端内部缺陷分析 |
| 4.2 工艺参数对轧件内部疏松的影响规律 |
| 4.3 汽车输出轴内部缺陷成形控制及优化研究 |
| 4.3.1 轧件工艺方案分析 |
| 4.3.2 基于正交实验法的工艺参数优化方案设计 |
| 4.3.3 基于正交实验法的工艺参数优化结果分析 |
| 4.4 汽车输出轴制坯实验 |
| 4.4.1 制坯实验方案 |
| 4.4.2 制坯结果分析 |
| 4.5 实际生产尺寸与模拟结果尺寸的对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 汽车输出轴外部缺陷分析及轧齐曲线优化 |
| 5.1 汽车输出轴大台阶外部缺陷分析 |
| 5.2 螺旋状斜面控制及轧齐曲线优化设计 |
| 5.2.1 轧件及工艺方案分析 |
| 5.2.2 线性函数曲线方程的建立 |
| 5.2.3 实验验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 汽车输出轴的轧制实验验证 |
| 6.1 楔横轧多台阶轴件试轧实验 |
| 6.2 楔横轧模具加工 |
| 6.3 楔横轧物理试轧过程 |
| 6.3.1 轧机设备参数 |
| 6.3.2 轧制过程 |
| 6.4 楔横轧物理试轧结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所发表的论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 附录1 图2-6轧件毛坯图 |
| 附录2 图2-7汽车输出轴一轧四件热态毛坯图 |
| 附录3 图2-9汽车输出轴一轧四件模具槽型图 |
| 附录4 图2-15 模具楔形图 |
（9）6061铝合金热变形行为及连杆闭塞锻造研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 6XXX系铝合金介绍 |
| 1.3 铝合金热变形行为研究现状 |
| 1.3.1 铝合金本构关系研究 |
| 1.3.2 铝合金热加工图研究 |
| 1.4 铝合金热变形过程微观组织演变及模拟研究 |
| 1.4.1 基于有限元的微观组织演变模拟 |
| 1.4.2 基于元胞自动机的微观组织演变模拟 |
| 1.5 铝合金锻造技术 |
| 1.5.1 铝合金典型锻造工艺 |
| 1.5.2 铝合金锻造国内外研究现状 |
| 1.6 闭塞锻造工艺 |
| 1.6.1 闭塞锻造技术介绍 |
| 1.6.2 闭塞锻造国内外研究现状 |
| 1.7 课题研究的内容及意义 |
| 第2章 试验材料与试验方法 |
| 2.1 试验材料选用 |
| 2.2 试验方法及试验设备 |
| 2.3 微观组织表征设备和技术 |
| 2.4 力学性能测试 |
| 2.5 塑性成形数值模拟技术 |
| 第3章 6061铝合金热变形行为及组织演变规律 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 6061铝合金高温变形行为 |
| 3.2.1 6061铝合金真实应力-应变曲线 |
| 3.2.2 变形温度对6061铝合金流变应力的影响 |
| 3.2.3 应变速率对6061铝合金流变应力的影响 |
| 3.2.4 6061铝合金本构关系 |
| 3.3 6061铝合金高温变形组织演变规律研究 |
| 3.3.1 6061铝合金变形前的组织 |
| 3.3.2 变形温度对6061铝合金微观组织的影响 |
| 3.3.3 变形速率对6061铝合金微观组织的影响 |
| 3.4 6061铝合金热加工图 |
| 3.4.1 热加工图理论基础 |
| 3.4.2 6061铝合金热加工图建立 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 6061铝合金动态再结晶有限元模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 6061铝合金动态再结晶研究 |
| 4.2.1 动态再结晶临界条件 |
| 4.2.2 动态再结晶临界应变方程 |
| 4.2.3 动态再结晶动力学方程 |
| 4.2.4 动态再结晶晶粒尺寸方程 |
| 4.3 元胞自动机再结晶模型 |
| 4.3.1 位错密度模型 |
| 4.3.2 回复模型 |
| 4.3.3 动态再结晶形核与长大模型 |
| 4.4 6061铝合金等温热模拟压缩有限元模拟 |
| 4.4.1 三维模型的建立 |
| 4.4.2 材料模型的建立 |
| 4.5 宏观模拟结果分析 |
| 4.5.1 热压缩变形基本特征分析 |
| 4.5.2 成形力模拟值与试验值对比分析 |
| 4.5.3 变形量对动态再结晶的影响 |
| 4.5.4 应变速率对动态再结晶的影响 |
| 4.5.5 变形温度对动态再结晶的影响 |
| 4.6 微观组织演变模拟 |
| 4.7 模拟结果验证 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 6061铝合金连杆闭塞锻造有限元多场耦合分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 典型6061铝合金连杆及制坯 |
| 5.3 6061铝合金连杆闭塞锻造成形技术原理 |
| 5.3.1 整体式铝合金连杆双向闭塞锻造技术 |
| 5.3.2 分体式铝合金连杆三向闭塞锻造工艺 |
| 5.4 6061铝合金连杆锻件有限元模型 |
| 5.4.1 铝合金连杆几何模型 |
| 5.4.2 材料数据库建立 |
| 5.4.3 有限元模拟工艺参数 |
| 5.5 整体式连杆双向闭塞锻造成形过程有限元分析 |
| 5.5.1 挤压-镦锻成形过程分析 |
| 5.5.2 压扁过程分析 |
| 5.5.3 闭塞锻造过程分析 |
| 5.6 6061铝合金连杆三向闭塞锻造成形流动规律分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 6061铝合金连杆闭塞锻造成形工艺设计及试验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 铝合金连杆闭塞锻造成形工艺方案 |
| 6.3 铝合金连杆三向闭塞锻造成形模具设计 |
| 6.3.1 成形模具设计 |
| 6.3.2 闭塞锻造专用模架开发 |
| 6.4 铝合金连杆三向闭塞锻造成形工艺优化 |
| 6.4.1 工艺参数优化 |
| 6.4.2 终锻闭塞锻造成形工艺模拟 |
| 6.5 铝合金连杆三向闭塞锻造成形工艺试验 |
| 6.5.1 试验设备及闭塞锻造成形工艺装备 |
| 6.5.2 闭塞锻造成形试验及分析 |
| 6.6 固溶和时效处理对6061铝合金连杆组织和性能的影响 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及专利 |
| 致谢 |
（10）直齿圆柱齿轮轴向滚轧成形基础理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号列表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 滚轧成形工艺研究 |
| 1.2.1 楔横轧工艺 |
| 1.2.2 径向滚轧工艺 |
| 1.2.3 轴向滚轧工艺 |
| 1.3 滚轧模具设计方法研究 |
| 1.4 塑性成形材料流动研究 |
| 1.5 课题来源、研究目的与主要研究内容 |
| 1.5.1 课题来源与研究目的 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 2 圆柱齿轮展成滚轧基本原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 齿轮展成滚轧概述 |
| 2.3 齿轮轴向滚轧过程 |
| 2.4 工件-轧轮展成运动形成条件 |
| 2.5 轧轮初始相位调整原理与方法 |
| 2.5.1 轧轮相位调整原理 |
| 2.5.2 轧轮相位调整方法 |
| 2.6 小结 |
| 3 齿轮轴向滚轧自由分齿误差溯源 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 轴向滚轧自由分齿条件 |
| 3.3 分齿误差模型研究 |
| 3.3.1 齿距误差与工件尺寸偏差的映射关系 |
| 3.3.2 齿距误差与轧轮相位偏差的映射关系 |
| 3.3.3 齿距误差与重合度的映射关系 |
| 3.4 分齿误差理论研究 |
| 3.4.1 工件初始直径偏差的影响分析 |
| 3.4.2 轧轮齿初始相位偏差的影响分析 |
| 3.4.3 重合度的影响分析 |
| 3.5 数值模拟与实验验证 |
| 3.5.1 模拟方法与边界条件 |
| 3.5.2 实验方法 |
| 3.5.3 结果与讨论 |
| 3.6 强制分齿方案确定 |
| 3.7 小结 |
| 4 劈-挤-轧复合作用下轴向滚轧材料流动机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 工件材料性能要求 |
| 4.3 工件齿廓成形特点 |
| 4.4 工件材料流动模型构建 |
| 4.4.1 齿底材料周向流动 |
| 4.4.2 齿底材料径向流动 |
| 4.4.3 齿面材料流动 |
| 4.5 工件材料流动数值模拟研究 |
| 4.5.1 轴向流动规律分析 |
| 4.5.2 径向流动规律分析 |
| 4.5.3 周向流动规律分析 |
| 4.6 实验研究与结果分析 |
| 4.6.1 试样准备 |
| 4.6.2 材料流动测量 |
| 4.6.3 结果与讨论 |
| 4.7 材料流动对微观组织影响 |
| 4.8 小结 |
| 5 工件齿顶缺陷形成与轮齿长高影响因素研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 工件齿顶缺陷形成过程 |
| 5.3 工件轮齿长高系数模型构建 |
| 5.4 轮齿长高系数影响因素分析 |
| 5.4.1 工件齿数的影响 |
| 5.4.2 工件模数的影响 |
| 5.4.3 工件压力角的影响 |
| 5.4.4 工件材料的影响 |
| 5.5 实验验证 |
| 5.5.1 实验准备 |
| 5.5.2 结果与分析 |
| 5.6 小结 |
| 6 直齿圆柱齿轮轴向滚轧轮几何设计方法研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 轧轮设计原则 |
| 6.3 轴向轧轮结构 |
| 6.4 轴向轧轮几何参数 |
| 6.4.1 基本参数 |
| 6.4.2 切入段参数 |
| 6.4.3 精整段参数 |
| 6.4.4 退出段参数 |
| 6.5 轧轮几何参数对滚轧过程的影响 |
| 6.5.1 切入段锥角对滚轧力的影响 |
| 6.5.2 齿全高对齿根应力的影响 |
| 6.5.3 变位系数对兔耳缺陷的影响 |
| 6.6 轧轮材料性能测试 |
| 6.7 轧轮实验验证 |
| 6.7.1 轧轮制造 |
| 6.7.2 结果与分析 |
| 6.8 小结 |
| 7 齿轮滚轧机床研制与轧件精度检测 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 机床技术参数 |
| 7.3 机械结构设计 |
| 7.3.1 工件装夹机构 |
| 7.3.2 轧轮相位调整机构 |
| 7.3.3 轧轮同步旋转机构 |
| 7.4 液压系统设计 |
| 7.4.1 设计要求与工作循环 |
| 7.4.2 液压系统原理图 |
| 7.5 轧件精度检测与分析 |
| 7.5.1 齿距误差 |
| 7.5.2 齿形误差 |
| 7.5.3 运动误差 |
| 7.6 小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 工作总结 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B.作者在攻读学位期间参与的项目目录 |
| C.作者在攻读学位期间申请的专利目录 |
| D.学位论文数据集 |
| 致谢 |
四、楔横轧三维热力耦合非线性有限元模拟（论文参考文献）
- [1]管材胀轧成形工艺研究及专机设计与分析[D]. 郑国路. 燕山大学, 2021(01)
- [2]汽车后桥半轴塑性成形工艺设计与数值模拟研究[D]. 张雪莉. 吉林大学, 2021(01)
- [3]曲线回转外形筒体辊挤生产关键技术研究[D]. 高帅. 中北大学, 2021(09)
- [4]GH4169合金航空叶片楔横轧制坯心部缺陷及组织调控机理[D]. 甘洪岩. 中国科学技术大学, 2020
- [5]基于修正GTN模型的楔横轧轴类件心部缺陷研究[D]. 孙洪涛. 燕山大学, 2020(01)
- [6]CVT带轮轴冷热复合成形工艺优化研究[D]. 陈鑫. 江苏大学, 2020(02)
- [7]TC4钛合金板材多道次控温轧制工艺研究[D]. 徐森. 燕山大学, 2020(01)
- [8]汽车输出轴的成形工艺优化及轧件缺陷控制[D]. 路红岩. 河北科技大学, 2019(07)
- [9]6061铝合金热变形行为及连杆闭塞锻造研究[D]. 张伟. 哈尔滨理工大学, 2019(01)
- [10]直齿圆柱齿轮轴向滚轧成形基础理论与实验研究[D]. 马自勇. 重庆大学, 2019