冷拔钢管成形过程的非线性有限元分析

冷拔钢管成形过程的非线性有限元分析

一、冷拔钢管成型过程的非线性有限元分析(论文文献综述)

刘刚[1](2020)在《复杂模面拉拔成型力能参数研究》文中认为复杂模面拉拔能够降低拉拔力、提高产品的表面质量以及减少模具的损耗,这对当今注重节约资源的经济型社会发展具有重要意义。拉拔力是精确调控复杂模面拉拔过程的依据,它的理论分析主要有模拟法和解析法两种。前者能对复杂问题给出针对性的离散型数值结果,但普适性较差,难以适应各种生产条件的变化。后者由于具有物理意义明确、数学表达严谨的特点而备受青睐。然而,解析法在求解复杂模面拉拔时,必须寻求新的解析方法去解决非线性力学方程求解困难的问题。针对该问题,本文开展复杂模面的设计以及相应的力能参数的解析研究,主要研究内容如下:(1)针对线材拉拔问题,设计了一种符合流函数要求的双椭圆拉拔模具,并对模具拉拔过程的塑性成型力学进行了分析。在满足速度边界条件的基础上,建立了满足流函数要求的运动许可速度场和应变速率场,并利用积分中值定理获得了拉拔时的内部塑性变形功率和摩擦功率的数学表达式,同时得到了摩擦因子和减径率对最优模半角的影响规律。(2)由于在求解金属内部塑性变形功率时遇到非线性的Mises(米赛斯)屈服准则而积分困难,因而提出了一个线性的屈服准则,同时给出了其比塑性功率的表达式及其相应的的对比验证。(3)提出了一种利用比塑性功率来求解管材空拔的内部塑性变形功率方法,通过对总功率、相对拉拔应力状态系数的最小化,得到了最大减径率和最佳模半角,利用有限元模拟技术对管材空拔过程进行了分析,得到了模具几何参数变化的影响规律。(4)进行三次曲面模拉拔的有限元模拟,利用得到的模拟数据对BP神经网络预测模型进行训练,建立了三次曲面模拉拔力的BP神经网络预测模型。该模型反映了模半角、摩擦因子、减径率对拉拔力的影响规律。

王泽源[2](2019)在《复材约束核心增强钢筋混凝土柱轴压及抗震性能研究》文中研究指明为延缓钢筋混凝土柱的极限倒塌,提升传统钢筋混凝土结构在地震中的性能,本文提出了一种新型内嵌钢筋的复材约束混凝土核心(FRP confined concrete core encased rebar,FCCC-R)及相应组合柱构件形式。通过高强钢筋、高强混凝土与外部复材缠绕管的组合,形成FCCC-R组件。将FCCC-R配置于传统钢筋混凝土柱中,能够降低构件轴压比,提升构件承载力及延性,增强构件极限状态性能。针对FCCC-R组件及FCCC-R增强钢筋混凝土柱的力学性能,本文开展了一系列研究。在FCCC-R组件层次,本文首先对FCCC-R组件中内嵌钢筋的约束受压性能进行研究,获得了其受压破坏模式、荷载位移曲线及受压屈服条件。通过合理的FCCC-R构造,即使在长细比较大的情况下,内嵌钢筋在受压下仍能达到屈服。以“内嵌钢筋受压屈服”为基本准则,提出了FCCC-R组件的设计及构造要求。其次,从试验研究、数值模拟、理论计算方面,对FCCCR组件轴压性能进行研究,主要包括:典型FCCC-R受压性能、传统复材约束混凝土模型的发展、约束混凝土三维本构应用、内嵌钢筋对组件受压性能的影响等。最终获得FCCC-R组件轴压性能及荷载-应变关系的计算方法在配置FCCC-R钢筋混凝土柱构件层次,本文对其反复轴压性能及抗震性能进行了研究。通过试验获得了该组合柱在轴压、抗震作用下典型的破坏模式、破坏过程及荷载-位移行为。试验表明,FCCC-R组件的屈曲行为及复材-混凝土表面粘结性能对构件轴压、抗震性能影响显着。通过对试验中各材料组分应变发展过程的分析,探究了不同材料对组合柱力学性能的影响。针对构件轴压性能,提出了基于截面叠加法的荷载-位移曲线计算方法。此外,本文通过纤维模型对构件抗震性能进行模拟,对构件受力机理、破坏过程及相关参数影响进行了分析与讨论。基于FCCC-R组件、FCCC-R增强的混凝土构件性能的研究,提出了相应组件及组合柱的设计公式。设计中,对普通混凝土受压极限与约束混凝土受压极限两种极限状态下的承载力进行计算,同时考虑了复材约束效应的充分发挥、粘结性能的影响等因素。通过设计计算结果,揭示了不同极限状态下FCCC-R组件给钢筋混凝土柱性能带来的增强效果。

闵小明[3](2019)在《双径模具冷拔流体管成形过程数值分析及其参数优化》文中进行了进一步梳理流体管广泛应用于石油、化工、天然气等行业,由于要求运用在极寒极热等恶劣地区,导致现代流体管的生产正在向“大口径、高压输送、高钢级管材”趋势发展,冷拔流体管使用越来越多,质量要求也越来越高。传统生产流体管方法通常采用固定短芯头冷拔模具,其单道次冷拔精度为:外径尺寸偏差为D2级,壁厚尺寸偏差为S2级。若需进一步提高其尺寸精度,多采用多道次冷拔,这将影响生产效率并增加冷拔成本。针对这一问题,本文以冷拔流体管为例,设计了一种双径冷拔模具,旨在单次拉拔中,能达到高的冷拔成形精度。文章利用有限元软件ABAQUS对其拉拔过程进行仿真模拟分析,通过对固定短芯头单径模具和双径模具的冷拔成形精度、拉拔力和等效残余应力等方面进行分析和比较,以验证双径冷拔模具的可行性,并对双径冷拔模具的结构参数进行优化分析。在同等条件下(同批次的管坯、相同预处理工艺以及相同冷拔模具结构参数等)利用有限元软件ABAQUS,分别对固定短芯头单径模具和双径模具冷拔过程进行有限元仿真模拟分析,其结果表明:(1)对于两种模具其冷拔变形规律相同:坯料外径尺寸越大,其外径变形量越大,外径尺寸偏差也越大;坯料壁厚尺寸越大,其内壁变形量越小,成品壁厚尺寸偏差越小。(2)冷拔成形精度:固定短芯头单径模具外径偏差等级可达D2级,壁厚偏差等级可达S3A级;而双径模具成品外径偏差等级可达到D3级,壁厚偏差等级可达到S3C级。说明双径模具比固定短芯头单径模具冷拔出的外径精度能提高一个等级,壁厚偏差可减小约50%。(3)检验了固定短芯头单径模具和双径模具的拔制力,其中单径模具仿真结果与国内常用计算拔制力公式基本一致,双径模具的拔制力比单径模具要大11%左右。(4)等效残余应力分析表明:两种模具的残余应力最大值发生在内模入口角与定径带交界处,且两者数值相差不大,此分析结果与实际中模具磨损最大位置相符。采用正交实验法对双径模具的主要工艺参数(入口角α、前后道次定径带长度h以及前后道次定径带相对位置L)进行仿真优化设计,运用极差分析法进行处理,结果表明:(1)工艺参数对双径模具冷拔外径成形精度和等效残余应力的影响次序为:入口角α>前后道次定径带相对位置L>前后道次定径带长度h;壁厚成形精度的影响次序为:前后道次定径带长度h>前后道次定径带相对位置L>入口角α。(2)综合考虑成形精度和等效残余应力等影响,仿真优化得到的最佳工艺参数组合为:入口角α=11°,前后道次定径带长度h=22mm,前后道次定径带相对距离L=19mm。在此优化模具结构条件下,其拉拔成形精度的外径偏差等级为D3级;壁厚偏差为S4A级,与传统单径模具相比,可提高一个等级,虽然等效残余应力和拔制力提高不大,但足以满足成品质量要求。

赵昌海[4](2019)在《冷拔滚动直线导轨的内应力分布与直线度研究》文中研究表明随着机械自动化的不断发展,滚动直线导轨作为一种优良的导向部件,它的应用范围也越来越广,同时在精度和性能上也对它提出了更高的要求。如今大多通过冷拔工艺来生产滚动直线导轨,由于冷拔技术和生产工艺的不成熟,国内冷拔生产的滚动直线导轨不但质量偏差,而且生产的型号不全,导致国内对滚动直线导轨的需求大部分仍靠着从国外引进。为此本课题通过对冷拔过程中滚动直线导轨的内应力分布与直线度进行研究,从而设计冷拔模具的孔型来提高直线导轨的精度。本文选取滚动直线导轨为研究对象,通过对坯料的选择、冷拔道次的确定、各道次延伸系数分配、断面加工率的确定、冷拔模具孔型的设计、冷拔模具参数的确定,最终完成了对冷拔配模的设计。采用有限元分析软件ABAQUS对冷拔加工滚动直线导轨的第三道次进行仿真模拟,分析了冷拔加工的动态过程、冷拔过程中滚动直线导轨的变形和应力应变情况。详细阐述了残余应力的分布情况,介绍了残余应力和直线度作为评价指标的选取方法。采用有限元分析软件ABAQUS对冷拔后的滚动直线导轨进行退火去应力仿真,对退火去应力处理的升温、保温、降温三个阶段进行了温度分析、残余应力变化分析,介绍了残余应力和直线度作为评价指标的选取方法。基于有限元分析选定了第二道次冷拔模具的A、B、C、D、E五个孔型参数,设计正交试验确定了各个孔型参数对滚动直线导轨残余应力和直线度的影响规律,得到了孔型参数的最优组合。综合残余应力和直线度俩个评价指标,最终确定了冷拔模具各孔型参数的数值。

吴磊[5](2017)在《冷拔Q345钢无缝管成形数值仿真及工装优化研究》文中提出在管材冷拔生产中,固定短芯棒拉拔工艺是最主要的方式之一。其中模具结构设计的合理与否直接关系到拉拔后管材的质量。本文中冷拔模具结构与传统模具不同,模具变形区是由一段直线和圆弧线组成的,造成管材的变形行为发生变化,所以借助有限元仿真技术来模拟钢管的冷拔过程。本文中成品管规格要求为88.9×76.2mm(外径×内径),材料为Q345钢,选用95×79mm的改制管冷拔一道次成形。在不同应变速率下进行Q345钢拉伸实验,选用两种方法进行J-C材料本构模型参数拟合,结果表明,优化计算法(L-M法)拟合后与实验数据吻合较好,曲线有很好的外推能力。通过模拟拉伸实验,确定韧性断裂准则损伤临界值DC。在管材稳定变形阶段,内模与外模过渡圆角连线区域内,钢管的等效应力达到最大865MPa;等效应变沿壁厚方向分布不均匀,在中间层应变最大;拔制后钢管轴向残余应力分布呈内拉外压状态;壁厚中损伤值最大为0.19,小于临界值;在实际生产中冷拔模具的入口圆弧处和过渡圆角处磨损最严重。同样在模拟后,模具工作表面磨损深度分布图中也出现两个极值点,最后从界面压力和相对流动速度解释了这种现象。选定模具结构参数范围,深入分析了模具半锥角、定径带长度、过渡圆角半径、过渡带长度和模具入口圆弧半径参数变化对拉拔力、模具最大磨损深度、损伤值分布、轴向残余应力分布的影响。最后借助正交实验法,在综合各指标基础上,确定了新型模具结构参数。使用新型模具拉拔后,拉拔力降低10%,最大磨损深度降低3%,轴向残余应力降低14%,损伤值由0.19降到0.15,且沿着壁厚分布均匀。

韦洋,徐书根,王冲,黎新春[6](2017)在《冷拔成形对37Mn气瓶管尺寸和性能的影响研究》文中研究表明冷拔管因良好的综合力学性能被广泛应用于石油和化工等领域。运用ABAQUS有限元软件对冷拔过程进行数值模拟,分析拔制过程中变形区应力场以及拔制后钢管内残余应力的分布情况。并研究不同内模位置以及模具定径尺寸对冷拔管应力和变形的影响。通过数值模拟和实验数据的综合分析,为生产实际提供参考依据。

魏人杰[7](2016)在《20钢冷拔前处理工艺优化及冷拔过程研究》文中研究说明冷拔管因其良好的综合性能,在国民经济的各个行业中应用广泛。高速发展的行业需求对冷拔管的服役性能提出了更高的要求,尤其是精度方面,因此分析优化现有的冷拔工艺,提高管材质量和生产效率是亟需解决的问题。本课题结合实验分析和数值分析,对现有酸洗工艺的合理性进行了验证,通过正交实验优化了常温磷化工艺的关键参数实验,数值分析了冷拔过程中不同区域的应力分布规律,探究了钢管在冷拔过程中的成形机理和不同工艺参数对拔制力的影响,并对现有的锥形模进行了优化。本文的主要研究内容如下:(1)分析验证现有酸洗工艺的合理性,通过对一个酸洗周期内不同时间段酸洗后的试样进行拉伸实验测试,结果显示试样抗拉强度、屈服强度、截面收缩率和断后伸长率等塑性指标稳定,所有试样的断后伸长率的减小幅度均在2%以内,说明没有出现氢脆等缺陷;测试结果也发现酸洗后试样的塑性形变指标会变小。(2)通过正交实验法得到了20钢常温磷化工艺参数的最佳条件:总酸度为120,磷化时间为30min,促进剂点数为6时磷化效果最佳。SEM分析发现优化参数下的锌系磷化膜表面形貌致密度较好,膜层以条状形态为主且较为粗大;使用表调剂进行表面活性处理后得到的磷化膜耐腐蚀性提高、磷化膜层次感分明,整体厚度均匀且表面覆盖完全,膜层颗粒精细,呈松针状排列且较为致密。(3)对锥形模的冷拔过程进行了数值分析,得到了钢管在入模、稳定拔制和脱模三个阶段的径向、轴向的应力分布情况,根据塑性变形原理获得了钢管不同变形区域的应力状态,分析了成品管壁厚和管径精度存在误差的机理,并把钢管的拔制力变化规律分成了划为起始、入模、流动、稳定及脱模这五个阶段。(4)探讨了摩擦系数、模锥角、壁厚和冷拔速度等不同工艺参数对拉拔力的影响,根据钢管在减壁扩径过程中的应力特点以及拔制力与不同工艺参数之间的关系,对现有的冷拔模具进行了优化,提高了成品管直径和壁厚的精度。

武战利[8](2015)在《钢管内外高压润滑精密拉拔成形技术研究》文中提出冷拔管由于其良好的性能,广泛用于我国工业建设中,有“工业血管”之称。然而,用于高新产品中的冷拔管与普通冷拔管不同,它要求管材的尺寸精度更高,表面质量更好。而传统的拉拔工艺生产的管材很难达到高精度管材的要求,拉拔后的产品仍需经过打磨抛光等工序才能达到要求。短芯棒管材拉拔工艺用于管材内外径尺寸及表面质量均要求较高的精密管材的拉拔生产。但由于芯棒与管材内表面之间的润滑散热不良,极易发生胶合,难于生产出合格的产品。钢管内外模高压润滑冷拔成形技术是基于短芯棒拉拔工艺的创新,采用边界润滑减小摩擦对拉拔过程的影响,减小拉拔力;且散热良好,从而提高了冷拔后管材的精度。本文主要研究工作有:1.考虑密封缸液体压力对管尾端的推力作用,推导出内外高压润滑拉拔条件下的拉拔力计算公式;2.利用有限元仿真软件MSC.Marc对管端缩口成形工艺过程进行模拟。重点研究了缩口成形极限及不同厚径比对管材成形极限的影响,并简单分析了应力分布规律及工艺参数对缩口力的影响;3.利用限元仿真软件MSC.Marc对冷拔过程进行模拟,分析了轴向应力、径向应力、剪应力、米塞斯应力的分布规律。研究了密封缸内压力对轴向应力的影响,并通过轴向应力模拟值和计算值的比较,证明了拉拔力公式的准确性;4.通过大量的模拟,分析了摩擦系数、模角、拉拔速度、断面收缩率及密封缸液体压力等对拉拔力的影响,从中得到了最佳模锥角,并对管材断面收缩的极限进行了研究;5.对实际生产遇到的问题进行了分析,并提出了解决措施。以上的研究成果,可为实际生产提供理论支持和技术指导。

张志武[9](2015)在《新型柔性拔制模具及工艺理论研究》文中指出高精度冷拔管具有明显的优越性,已经在煤矿机械、液压气压缸筒、汽车、石油行业中得到广泛的应用。因此,研究和开发低成本,高效率高精度管材为无切削高精度零件成为可能,该技术必将成为管材零件化的发展趋势。本文结合冷拔、液压柔性成形、流体润滑等特点,在前人研究基础之上,深入地研究高精度液压柔性拔制成形机理;分析了管材在高压油的模具作用下的塑性成形力学变形特性;理论推导出拔制力、油压、油膜厚度等一系列拔制工艺参数的关系;设计出新型冷拔模具,综合分析常规冷拔模具和前人所设计的模具优缺点,对其进行了优化设计。运用Deform-3D有限元软件模拟对比分析了常规模具空拔和不同油压下新型模具空拔的成形过程和力学过程。对新型模具在不同油压下进行拔制实验,测定拔制力、管材表面粗糙度、壁厚变化情况。对比分析了理论计算值、有限元模拟值和实验测量值。得出合理的液压柔性冷拔工艺方案,为实际生产高精度冷拔管提供依据。

沈欣[10](2013)在《传动轴精拔前处理工艺优化及冷拔过程有限元分析》文中提出传动轴广泛用作各种机械、汽车和家电行业的轴类零件,如皮带运输机托辊轴、家用电器电机轴、各种机械的轴类零件等,当其精度高达IT6至IT5时,通常采用的制造方法是车削——磨削加工,不但生产效率低,设备投资大,而且机加工过程会产生废料、废液,不便于绿色制造;而传统冷拔工艺生产传动轴的方法,不但尺寸精度低,而且尺寸稳定性也差,不能满足高精度传动轴的质量要求。高精度冷拔技术是对传统的冷拔工艺进行优化、改进并进行技术创新。本课题通过对冷拔前酸洗工艺和润滑工艺参数进行优化,以及对冷拔过程进行数值模拟仿真,研究分析冷拔模具的结构及尺寸匹配,从而实现精级冷拔要求,使得冷拔后的传动轴能够直接装配轴承使用。本文主要从冷拔前预处理工艺和冷拔过程模拟仿真分析两个方面进行研究。首先,以传动轴常用材料45钢为对象,通过正交实验法,综合研究冷拔前的预处理工艺,有效提高了润滑效果,这是保证冷拔精度的前提。实验结果表明:45钢获得良好酸洗效果的较佳工艺参数组合为:硫酸浓度17%、酸洗温度50℃、酸洗时间5min;过酸洗会严重影响材料的伸长率、断面收缩率等塑性性能,在实际生产中一定要防止过酸洗的情况发生;45钢获得良好磷化效果的较佳工艺参数组合为磷化液PH值2.0、磷化温度75℃、磷化时间20min;通过扫描电子显微镜进行分析,结果显示:45钢表面的中温锌系磷化膜晶粒犹如花瓣一样向四周扩散且主要呈现棒状组织结构,皂化膜为一层疏松多孔的棉絮状组织结构,晶粒之间的堆积比较紧密。其次,对冷拔过程进行模拟仿真分析,利用ANSYSWorkbench软件分别对锥模和弧模下冷拔传动轴成型过程模拟仿真,分析结果表明:弧模在网格变形、残余应力、冷拔力和成型直径精度等方面要优于锥模,其理论数据可作为模具结构优化设计的参考。

二、冷拔钢管成型过程的非线性有限元分析(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、冷拔钢管成型过程的非线性有限元分析(论文提纲范文)

(1)复杂模面拉拔成型力能参数研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 线材拉拔研究进展
        1.2.2 管材空拔的研究进展
        1.2.3 神经网络预测的研究进展
    1.3 本文研究目标与内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
第二章 双椭圆模的塑性力学解析
    2.1 模面函数和速度场
    2.2 塑性功率解析
        2.2.1 内部塑性变形功率
        2.2.2 剪切功率
        2.2.3 摩擦功率
        2.2.4 外加拉拔力
        2.2.5 分析与讨论
    2.3 模拟与解析
        2.3.1 有限元模型的建立
        2.3.2 等效应力分布
        2.3.3 拉拔力比较
    2.4 本章小结
第三章 屈服准则的线性化
    3.1 几种常见的屈服准则
        3.1.1 屈雷斯卡(Tresca)屈服准则
        3.1.2 米塞斯(Mises)屈服准则
        3.1.3 双剪应力(TSS)屈服准则
    3.2 AEA屈服准则的屈服轨迹与方程
    3.3 比塑性功率
    3.4 实验验证
    3.5 本章小结
第四章 管材空拔的解析研究
    4.1 模面函数及速度场
    4.2 变形功率
        4.2.1 内部塑性变形功率
        4.2.2 剪切功率
        4.2.3 摩擦功率
    4.3 总功率和拉拔应力状态系数
    4.4 最大减径率
    4.5 最佳模半角
    4.6 有限元模拟和分析
        4.6.1 有限元模型的建立
        4.6.2 网格划分
        4.6.3 计算结果
    4.7 起皱的临界条件
    4.8 本章小结
第五章 三次曲面模拉拔力的神经网络建模
    5.1 有限元模型的建立
    5.2 BP神经网络模型的建立
    5.3 预测结果分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 本文结论
    6.2 研究展望
参考文献
攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文
致谢

(2)复材约束核心增强钢筋混凝土柱轴压及抗震性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 相关研究现状
        1.2.1 内置约束核心混凝土柱的相关研究
        1.2.2 复材管约束混凝土的相关研究
        1.2.3 高强钢筋应用的相关研究
    1.3 本文的研究工作
第2章 FCCC-R中钢筋受压屈服条件研究
    2.1 引言
    2.2 试验概况
        2.2.1 试件形式及制作
        2.2.2 试验装置及测量方案
        2.2.3 材性测试
        2.2.4 试验现象及破坏模式
        2.2.5 试验结果及分析
    2.3 有限元模拟
        2.3.1 模型概况
        2.3.2 材料本构模型
        2.3.3 模型验证
        2.3.4 扩展参数分析
    2.4 保证钢筋受压屈服的构造设计
        2.4.1 基本设计思路
        2.4.2 设计曲线及参数取值
    2.5 小结
第3章 FCCC-R组件轴压性能研究
    3.1 引言
    3.2 FCCC-R组件轴压试验研究
        3.2.1 试验概况
        3.2.2 试验现象及结果
    3.3 FCCC-R组件轴压计算方法
        3.3.1 钢筋及复材管本构模型
        3.3.2 约束混凝土模型
    3.4 对复材约束混凝土轴压模型的扩展
        3.4.1 高约束刚度下混凝土模型的校核
        3.4.2 高约束刚度下混凝土轴压模型的发展
    3.5 复材约束混凝土本构的有限元应用
        3.5.1 约束混凝土三维本构模型
        3.5.2 膨胀角限值的修正方法
        3.5.3 复材约束混凝土有限元结果验证
    3.6 FCCC-R组件轴压性能有限元模拟
        3.6.1 模型建立
        3.6.2 结果验证与讨论
        3.6.3 内嵌钢筋的影响
    3.7 小结
第4章 FCCC-R增强混凝土柱轴压性能研究
    4.1 引言
    4.2 轴压试验
        4.2.1 试件设置
        4.2.2 材性试验
        4.2.3 试验装置与测量方案
    4.3 试验结果
        4.3.1 破坏过程
        4.3.2 破坏模式
        4.3.3 试验结果分析
    4.4 试验分析
        4.4.1 箍筋应变分析
        4.4.2 纵筋应变分析
        4.4.3 复材管应变分析
        4.4.4 刚度退化
        4.4.5 承载力退化
    4.5 配置FCCC-R的混凝土轴压计算方法
        4.5.1 截面叠加法计算思路
        4.5.2 不同材料承载力计算
    4.6 考虑屈曲的FCCC-R组件轴压性能
        4.6.1 有限元模拟
        4.6.2 FCCC-R受压理论计算方法
        4.6.3 FCCC-R受压简化计算方法
    4.7 截面叠加法验证
    4.8 小结
第5章 FCCC-R增强混凝土柱抗震性能试验研究
    5.1 引言
    5.2 试验概况
        5.2.1 构件形式及制作过程
        5.2.2 试验装置及测量方案
        5.2.3 材性测试结果
    5.3 试验中摩擦力修正方法及讨论
        5.3.1 侧向摩擦力的成因及特征
        5.3.2 侧向摩擦力模型
    5.4 试验结果
        5.4.1 破坏模式与过程
        5.4.2 侧向荷载-位移滞回曲线
        5.4.3 侧向荷载-位移骨架曲线
    5.5 应变发展分析
        5.5.1 箍筋应变
        5.5.2 纵筋应变
        5.5.3 复材管应变
        5.5.4 钢管应变
    5.6 抗震性能参数与讨论
        5.6.1 刚度退化
        5.6.2 滞回耗能能力
        5.6.3 等效粘滞阻尼系数
    5.7 本章小结
第6章 FCCC-R增强混凝土柱抗震性能数值模拟
    6.1 引言
    6.2 材料本构模型
        6.2.1 外部混凝土
        6.2.2 管内混凝土
        6.2.3 钢材
        6.2.4 复材管
    6.3 纤维模型建立方法
        6.3.1 建模思路及验证
        6.3.2 FCCC-R与混凝土界面性能
    6.4 模型结果验证
        6.4.1 滞回曲线对比
        6.4.2 关键参数对比
    6.5 参数分析及讨论
        6.5.1 FCCC-R混凝土界面行为
        6.5.2 构件轴压比
        6.5.3 FCCC-R配置高度
        6.5.4 FCCC-R直径
        6.5.5 纵筋强度
        6.5.6 管内混凝土与外部混凝土强度
    6.6 小结
第7章 FCCC-R增强混凝土柱设计方法研究
    7.1 引言
    7.2 FCCC-R组件设计
    7.3 FCCC-R增强钢筋混凝土柱设计
        7.3.1 轴压承载力设计
        7.3.2 压弯承载力设计
        7.3.3 承载力设计验证与讨论
        7.3.4 抗震设计要点
    7.4 设计算例
    7.5 本章小结
第8章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
参考文献
致谢
附录A 复材约束混凝土模型
附录B 复材约束混凝土试验结果总结
附录C 主要程序代码
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

(3)双径模具冷拔流体管成形过程数值分析及其参数优化(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究的背景、目的和意义
    1.2 管材冷拔技术在国内外研究现状和发展趋势
        1.2.1 冷拔技术发展
        1.2.2 管材拔制生产方法
        1.2.3 预处理研究
        1.2.4 冷拔模具设计与制造
        1.2.5 冷拔过程有限元模拟技术研究
    1.3 研究方案
        1.3.1 本文研究的主要内容
        1.3.2 研究目标、方案及技术路线
        1.3.3 本文的创新点
第二章 钢管冷拔原理及双径模具的设计
    2.1 冷拔钢管成形原理
        2.1.1 冷拔钢管的金属学原理
        2.1.2 冷拔钢管的力学原理
    2.2 双径模具结构设计
    2.3 模具材料的选择
    2.4 有限元软件ABAQUS
    2.5 本章小结
第三章 基于ABAQUS冷拔流体管模拟分析
    3.1 两种模具冷拔钢管模型的建立
    3.2 两种冷拔模具对管材冷拔成形模拟结果分析
        3.2.1 精度模拟分析
        3.2.2 拔制模拟分析
        3.2.3 等效残余应力模拟分析
    3.3 本章小结
第四章 基于有限元分析的双径冷拔钢管模具结构的优化
    4.1 双径冷拔模具结构参数的选择与范围确定
        4.1.1 模具结构参数的选择
        4.1.2 模具结构参数的范围确定
    4.2 双径冷拔模具结构参数正交实验设计
    4.3 模拟结果及分析
    4.4 优化后的冷拔成形特性分析
    4.5 本章小结
第五章 总结及展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
作者攻读学位期间的科研成果
致谢

(4)冷拔滚动直线导轨的内应力分布与直线度研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 管材及线棒材冷拔研究现状
        1.2.2 异形材冷拔研究现状
    1.3 研究方案的确定
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究思路
        1.3.3 研究内容及研究方法
        1.3.4 创新点
第2章 冷拔滚动直线导轨的配模设计
    2.1 冷拔研究对象的确定
    2.2 冷拔配模的设计
        2.2.1 坯料尺寸的确定
        2.2.2 冷拔道次的确定
        2.2.3 各冷拔道次延伸系数的分配
        2.2.4 冷拔模具孔形的设计
    2.3 冷拔模具参数的确定
    2.4 本章小结
第3章 滚动直线导轨冷拔过程的有限元仿真
    3.1 ABAQUS仿真冷拔加工过程的可行性分析
    3.2 冷拔加工过程的有限元仿真
        3.2.1 模型的建立
        3.2.2 ABAQUS中仿真模型的设置
    3.3 冷拔仿真结果的分析
        3.3.1 冷拔直线导轨加工的动态过程
        3.3.2 稳定冷拔加工过程中的变形分析
        3.3.3 冷拔过程中的应力应变分析
        3.3.4 等效残余应力分析
        3.3.5 直线度分析
    3.4 本章小结
第4章 冷拔滚动直线导轨退火去应力的仿真
    4.1 去应力退火工艺
    4.2 退火去应力仿真设置
    4.3 退火去应力仿真结果的分析
        4.3.1 温度变化分析
        4.3.2 等效残余应力分析
        4.3.3 直线度分析
    4.4 本章小结
第5章 基于有限元分析的冷拔模具孔型参数优化
    5.1 正交实验的设计
        5.1.1 正交试验设计简介
        5.1.2 冷拔模具孔形参数的正交试验方案
    5.2 正交试验的结果分析
        5.2.1 正交实验的极差分析法
        5.2.2 评价指标的分析
    5.3 冷拔模具孔型参数的优化
    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

(5)冷拔Q345钢无缝管成形数值仿真及工装优化研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 背景介绍
    1.2 无缝管成形技术与研究现状
        1.2.1 拉拔成形技术
        1.2.2 管材冷拔工艺流程及分类
        1.2.3 固定短芯棒拉拔成形力学原理
        1.2.4 冷拔模具及磨损失效
        1.2.5 冷拔管轴向残余应力
        1.2.6 目前研究进展及问题
    1.3 弹塑性有限元
        1.3.1 有限元法
        1.3.2 大变形弹塑性有限元
    1.4 本课题的创新点和研究意义
第二章 研究方案及钢管冷拔前处理
    2.1 研究方案
        2.1.1 本文的研究方案流程
        2.1.2 材料和设备
    2.2 钢管冷拔预处理
    2.3 本章小结
第三章 Q345钢管冷拔成形有限元模型的建立
    3.1 Q345钢管冷拔几何模型建立
    3.2 Q345拉伸实验与Johnson-Cook模型参数确定
        3.2.1 拉伸实验
        3.2.2 应力应变曲线处理与分析
        3.2.3 Johnson-Cook模型以及参数识别方法
        3.2.4 Johnson-Cook模型参数拟合结果分析
    3.3 Normalized C&L断裂准则临界值的确定
        3.3.1 Normalized C&L断裂准则
        3.3.2 Normalized C&L断裂临界值的确定
    3.4 模具磨损Archard模型参数确定
        3.4.1 Archard磨损模型
        3.4.2 Archard模型参数确定
    3.5 Q345钢管冷拔有限元模型建立
        3.5.1 DEFORM软件简介
        3.5.2 材料模型的建立
        3.5.3 钢管和模具的网格划分
        3.5.4 边界条件和模拟参数条件设置
    3.6 本章小结
第四章 Q345钢冷拔成形过程分析
    4.1 冷拔成形后钢管尺寸及拉拔力分析
    4.2 应力应变、金属流动速度及损伤分析
        4.2.1 三向应力及等效应力分析
        4.2.2 应变及金属流动速度分析
        4.2.3 轴向残余应力分析
        4.2.4 钢管损伤分析
    4.3 模具磨损分析
    4.4 本章小结
第五章 模具结构参数对仿真结果的影响及结构优化
    5.1 模具结构尺寸变化对仿真结果的影响
        5.1.1 半锥角大小的影响
        5.1.2 定径带长度的影响
        5.1.3 过渡带长度的影响
        5.1.4 过渡圆角半径大小的影响
        5.1.5 入口圆弧半径大小的影响
    5.2 正交实验法优化模具结构参数
        5.2.1 正交法因素范围选取
        5.2.2 极差分析和方差分析
    5.3 优化后模具冷拔结果分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(7)20钢冷拔前处理工艺优化及冷拔过程研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题的背景及研究意义
    1.2 冷拔技术的发展与研究现状
        1.2.1 冷拔技术的发展
        1.2.2 冷拔的预处理工艺
        1.2.3 钢管冷拔技术的研究现状
        1.2.4 国内外研究存在的问题
    1.3 本文的主要内容和研究意义
        1.3.1 本文的主要内容
        1.3.2 本文的研究意义
第二章 冷拔前处理工艺的优化分析
    2.1 酸洗工艺及其工艺验证
        2.1.1 酸洗工艺
        2.1.2 验证酸洗工艺
    2.2 磷化工艺
        2.2.1 磷化工艺简介
        2.2.2 磷化分类
    2.3 表调剂在常温磷化中的应用
        2.3.1 表调剂简介
        2.3.2 表调剂的机理
        2.3.3 影响钛系表调剂的因素
    2.4 磷化工艺参数的正交实验
        2.4.1 磷化实验条件与工艺流程
        2.4.2 正交实验方法
        2.4.3 磷化工艺参数范围的确定
        2.4.4 磷化工艺参数的正交实验
        2.4.5 表调剂的使用
    2.5 实验结果分析
        2.5.1 磷化膜表面形貌
        2.5.2 表调剂对磷化膜的影响及表面成分分析
    2.6 本章小结
第三章 钢管冷拔加工的分类、特点、原理和拔制力计算
    3.1 冷拔工艺的分类
    3.2 冷拔工艺的优点
    3.3 钢管冷拔的金属学和力学原理
        3.3.1 金属学原理
        3.3.2 力学原理
    3.4 拔制力的计算
        3.4.1 拔制力计算
        3.4.2 短芯棒冷拔拔制力的理论计算
    3.5 本章小结
第四章 锥形模短芯棒冷拔过程的有限元分析
    4.1 弹塑性大变形和非线性问题
        4.1.1 弹塑性大变形
        4.1.2 弹塑性成形的非线性问题
    4.2 模型建立
    4.3 有限元计算结果分析
        4.3.1 稳定拔制阶段钢管的应力分布与应力状态
        4.3.2 钢管变形过程分析
        4.3.3 拔制力的变化情况
    4.4 工艺参数对冷拔的影响分析
        4.4.1 摩擦系数对拔制力的影响
        4.4.2 模锥角对拔制力的影响
        4.4.3 壁厚对拔制力的影响
        4.4.4 冷拔速度对拔制力的影响
    4.5 模具设计研究
        4.5.1 新模具稳定拔制阶段钢管的应力状况
        4.5.2 成品管壁厚和管径分析
    4.6 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文和专利
攻读硕士学位期间参加的科研项目

(8)钢管内外高压润滑精密拉拔成形技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 冷拔管技术的发展
        1.2.1 冷拔管的生产现状
        1.2.2 拉拔理论技术的发展
    1.3 冷拔管技术研究现状和发展趋势
        1.3.1 冷拔管技术国内研究现状
        1.3.2 冷拔管技术国外研究现状
    1.4 冷拔过程中的润滑
        1.4.1 冷拔工艺中润滑的目的
        1.4.2 钢管内外高压润滑的优点
    1.5 课题创新和意义
    1.6 研究内容
    1.7 本章小结
第2章 内外高压润滑冷拔管成形原理和拔制力计算
    2.1 高精度冷拔管的特点
    2.2 拉拔成形原理
        2.2.1 金属学原理
        2.2.2 力学原理
    2.3 拔制力的理论计算
        2.3.1 内外高压润滑减径段拔制力的计算
        2.3.2 内外高压润滑减壁段拔制力的计算
        2.3.3 内外高压润滑定径段拔制力的计算
    2.4 本章小结
第3章 管材缩口加工工艺计算机仿真
    3.1 管材缩口工艺
        3.1.1 管材缩口工艺的分类
        3.1.2 缩口成形工艺的特点
        3.1.3 缩口变形程度的计算
        3.1.4 工艺参数对缩口力的影响
        3.1.5 管端缩口工艺的设计原则
    3.2 管材缩口过程有限元模拟
        3.2.1 MSC.Marc有限元分析软件的介绍
        3.2.2 分析模型
    3.3 模拟结果分析
        3.3.1 缩管成形极限分析
        3.3.2 缩口成型过程中管坯应力应变的分布
    3.4 工艺参数对缩口力的影响
        3.4.1 摩擦系数对缩口力的影响
        3.4.2 模具锥角对缩口力的影响
    3.5 本章小结
第4章 内外高压润滑冷拔管成形过程有限元分析
    4.1 建立有限元模型
        4.1.1 研究对象和成型技术
        4.1.2 模拟方案
        4.1.3 建立模型
        4.1.4 网格划分及边界条件处理
    4.2 拉拔成形过程中的应力分布
        4.2.1 轴向应力分布
        4.2.2 径向应力分布
        4.2.3 剪应力分布
        4.2.4 Mises应力分布
    4.3 工艺参数对拔制力的影响
        4.3.1 摩擦系数对拔制力的影响
        4.3.2 模角 α 对拔制力的影响
        4.3.3 拔制速度对拔制力的影响
        4.3.4 密封缸内液体压力对拔制力的影响
        4.3.5 断面收缩率对拔制力的影响及断面收缩极限分析
    4.4 生产中常见问题分析
        4.4.1 拉拔设备
        4.4.2 实际问题分析及对策
    4.5 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
作者简介

(9)新型柔性拔制模具及工艺理论研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 选题的背景和意义
        1.2.1 选题的背景
        1.2.2 课题研究的意义
    1.3 国内外冷拔技术的研究现状
        1.3.1 国外冷拔技术研究现状
        1.3.2 国内冷拔技术研究现状
        1.3.3 液压成形技术在管材生产中的应用
    1.4 本论文的主要研究内容
第二章 柔性拔制工艺及理论研究
    2.1 冷拔工艺概述
    2.2 拔制的金属学原理和力学原理
        2.2.1 拔制的金属学原理
        2.2.2 拔制的力学原理
        2.2.3 拔制力的计算公式
        2.2.4 影响高精度拔制力的主要因素
    2.3 液压柔性拔制工艺
    2.4 液压柔性拔制理论
        2.4.1 管材无油压的拔制力计算
        2.4.2 液压柔性拉拔的拔制力计算
        2.4.3 液压柔性拔制的流体动力分析
    2.5 拔制过程中的润滑
        2.5.1 拔制过程中的润滑状态
        2.5.2 拔制过程中润滑的目的
        2.5.3 拔制的润滑剂的种类
    2.6 本章小结
第三章 新型冷拔模具设计
    3.1 新型冷拔模具设计原则
    3.2 新型冷拔模具的设计内容
        3.2.1 冷拔模具的比较
        3.2.2 新型冷拔模具的结构设计
        3.2.3 管坯尺寸的确定
    3.3 模具的选材
    3.4 本章小结
第四章 新型冷拔模具的有限元模拟
    4.1 DEFORM-3D有限元软件的概述
    4.2 常规空拔过程的有限元模拟
        4.2.1 空拔有限元模型建立
        4.2.2 空拔钢管成形过程分析
    4.3 新型液压柔性冷拔模拟的有限元模拟
        4.3.1 新型模具空拔有限元模型建立
        4.3.2 新型模具成形过程分析
        4.3.3 拔制过程中钢管壁厚变化情况和延伸情况分析
    4.4 本章小结
第五章 实验研究及结果对比分析
    5.1 实验目的
    5.2 实验装置和装配
    5.3 实验方案和实施
    5.4 实验数据记录
    5.5 表面粗糙度测量和对比
    5.6 钢管外径、长度和壁厚测量对比
    5.7 理论计算结果、模拟结果、实验结果对比分析
    5.8 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录

(10)传动轴精拔前处理工艺优化及冷拔过程有限元分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究的背景、目的和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究方案
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 研究目标
        1.3.3 本文研究的主要内容
        1.3.4 创新点
第二章 冷拔前酸洗工艺参数的优化分析
    2.1 酸洗工艺概述
        2.1.1 硫酸酸洗过程中的化学反应
        2.1.2 酸洗氢脆
    2.2 酸洗实验条件
        2.2.1 实验仪器及所用试剂
        2.2.2 酸洗试样的制备
    2.3 酸洗工艺参数的正交实验
        2.3.1 正交实验设计概述
        2.3.2 酸洗各工艺参数范围的确定
        2.3.3 选择正交表并设计表头
        2.3.4 实验方案及测试结果
    2.4 实验结果分析
        2.4.1 记录表数据分析
        2.4.2 正交表数据分析
    2.5 本章小结
第三章 冷拔前润滑工艺参数的优化分析
    3.1 润滑工艺概述
        3.1.1 磷化工艺
        3.1.2 皂化工艺
    3.2 润滑实验条件与流程
        3.2.1 实验条件
        3.2.2 试样处理工艺流程
    3.3 润滑实验方法
        3.3.1 磷化工艺参数范围的确定
        3.3.2 磷化工艺参数的正交实验
        3.3.3 皂化实验方案
    3.4 实验结果及分析
        3.4.1 磷化膜表面形貌
        3.4.2 磷化膜截面形貌及成分分析
        3.4.3 皂化膜表面形貌
        3.4.4 皂化膜截面形貌及成分分析
    3.5 本章小结
第四章 基于ANSYS Workbench的冷拔传动轴成型过程非线性有限元分析
    4.1 ANSYS Workbench软件简介
    4.2 弹塑性有限元相关理论概述
        4.2.1 弹塑性有限元法
        4.2.2 塑性成型的非线性问题
    4.3 冷拔模具的结构设计
    4.4 冷拔力的理论计算
        4.4.1 冷拔力计算模型
        4.4.2 冷拔力计算的经验公式
    4.5 冷拔传动轴成型过程的数值模拟
        4.5.1 模拟方案的确定
        4.5.2 有限元模型的建立
    4.6 锥模和弧模的仿真结果对比分析
        4.6.1 网格变形
        4.6.2 冷拔力分析
        4.6.3 轴向应力分析
        4.6.4 径向应力分析
        4.6.5 周向应力分析
        4.6.6 残余应力分析
        4.6.7 成型直径分析
    4.7 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
附录
致谢

四、冷拔钢管成型过程的非线性有限元分析(论文参考文献)

  • [1]复杂模面拉拔成型力能参数研究[D]. 刘刚. 苏州大学, 2020(02)
  • [2]复材约束核心增强钢筋混凝土柱轴压及抗震性能研究[D]. 王泽源. 清华大学, 2019
  • [3]双径模具冷拔流体管成形过程数值分析及其参数优化[D]. 闵小明. 南华大学, 2019(01)
  • [4]冷拔滚动直线导轨的内应力分布与直线度研究[D]. 赵昌海. 燕山大学, 2019(03)
  • [5]冷拔Q345钢无缝管成形数值仿真及工装优化研究[D]. 吴磊. 南京航空航天大学, 2017(03)
  • [6]冷拔成形对37Mn气瓶管尺寸和性能的影响研究[J]. 韦洋,徐书根,王冲,黎新春. 化工设备与管道, 2017(01)
  • [7]20钢冷拔前处理工艺优化及冷拔过程研究[D]. 魏人杰. 江苏大学, 2016(11)
  • [8]钢管内外高压润滑精密拉拔成形技术研究[D]. 武战利. 燕山大学, 2015(12)
  • [9]新型柔性拔制模具及工艺理论研究[D]. 张志武. 太原科技大学, 2015(08)
  • [10]传动轴精拔前处理工艺优化及冷拔过程有限元分析[D]. 沈欣. 南华大学, 2013(02)

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冷拔钢管成形过程的非线性有限元分析
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