基本信息
- 项目名称：
- 圆柱体镦粗的塑性泥物理模拟
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 用粘土彩泥对平板间镦粗圆柱体工序进行了物理模拟。物理模拟实验结果与刚塑性有限元数值模拟基本符合，为高径比大于1的刚塑性力学模型提供了佐证。进一步对平板-漏盘间镦粗圆柱体进行了物理模拟。该实验方法对大变形物理模拟具有一定的借鉴意义。
- 详细介绍：
- 主要研究内容是按照相似原理，采用塑性泥的方法对锻件在塑性成形过程中的基本工序（如镦粗、拔长等）进行物理模拟实验；采用以物理模拟实验为主，初步配置材料后，进行变形试验，辅之以理论分析进行验证。 通过模拟实验，研究成形工艺对锻造过程中金属流动的影响。由于传统的网格法在大变形后网格模糊不清，为了克服这一缺点，本项目利用不同颜色的塑泥制取层状试样，具有简单、直观的优点。可以沿任意截面剖分...(查看更多)
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 主要研究内容是按照相似原理，采用塑性泥的方法对锻件在塑性成形过程中的基本工序（如镦粗、拔长等）进行物理模拟实验；通过模拟实验，研究成形工艺对锻造过程中金属流动的影响。关键问题是塑性泥材料的配置。采用以物理模拟实验为主，初步配置材料后，进行变形试验，辅之以理论分析进行验证，从而解决这一问题。掌握了配置方法之后，将其应用于新工艺的模拟实验。
科学性、先进性及独特之处
- 由于传统的网格法在大变形后网格模糊不清，为了克服这一缺点，本项目利用不同颜色的塑泥制取层状试样，具有简单、直观的优点。可以沿任意截面剖分，只要试样分层合理，可以模拟试件表面和内部任何部位的变形情况。 对平板镦粗和漏盘镦粗进行了物理模拟，并应用有限元软件对镦粗过程进行了数值模拟。模拟了镦粗后锻件鼓形上下不严格对称的现象。得到了漏盘间镦粗工序的变形规律，为生产应用提供了参考依据。
应用价值和现实意义
- 用粘土彩泥对平板间镦粗圆柱体工序进行了物理模拟。物理模拟实验结果与刚塑性有限元数值模拟基本符合，为高径比大于1的刚塑性力学模型提供了佐证。进一步对平板-漏盘间镦粗圆柱体进行了物理模拟。该实验方法对大变形物理模拟具有一定的借鉴意义。
学术论文摘要
- 塑性变形是大型锻件的主要制造工序。物理模拟对金属变形来说是一种有效的手段，但是考虑到实验成本和时间，对于大型零件直接进行实物试验是不现实的，只能根据生产的实际情况，设计出相应的实验模型，通过对该模型的研究，反推出适用于实际生产需要的结论，然后再根据生产的实际情况修正实验模型 用粘土彩泥对平板间镦粗圆柱体工序进行了物理模拟。物理模拟实验结果与刚塑性有限元数值模拟基本符合，为高径比大...(查看更多)
获奖情况
- 发表论文：Physical Modeling of Cylinder Upsetting With Plasticine for Validation of FEM. Advanced Materials Research, Vols. 129-131 (2010) pp 1129-1132.
鉴定结果
- 作品属实，同意推荐。
参考文献
- [1] 李尚健.金属塑性成形过程模拟.北京:机械工业出版社,1999 [2] 鹿守理.相似理论在金属塑性加工中的运用. 北京:冶金工业出版社,1995 [3] 张士宏等.金属塑性加工的物理模拟. 塑形工程学报,2000,7 (1) [4] 张士宏,尚彦凌,许沂.体积成形工艺的物理模拟与计算机模拟. [5] 王乐安.锻压过程的物理模拟技术.材料工程,1994 (7 ) [6] 赵文...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 塑性变形是大型锻件的主要制造工序。物理模拟对金属变形来说是一种有效的手段，但是考虑到实验成本和时间，对于大型轴类零件直接进行拔长实验模拟是不现实的，只能根据生产的实际情况，设计出相应的实验模拟模型，通过对该模型的研究，反推出适用于实际生产需要的结论，然后再根据生产的实际情况修正实验模型。目前对于要经历复杂的成形过程的轴类零件变形，即使对于实验模型，还不具备较好的实验方法测定其变形...(查看更多)
