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1、摘要硕士学位论文锯齿状翅片的犁削-挤压成形研究摘要本文以强化传热中常用的传统二维亚结构为基础，提出了一种新型的热功能表面结构——锯齿状结构，该结构不但具有犁削槽、一次翅等亚结构，还具有锯齿状的微结构—锯齿结构。锯齿状翅片能进一步增大比表面积，同时通过诱发附面层湍流实现强化传热。通过锯齿状翅片的成形机理分析，发现锯齿状翅片的成形经历了犁切、挤压、成翅和裂解四个阶段，在犁削—挤压过程中，这四个阶段同时进行，在犁切进行的同时，发生翅片的挤压、成翅和裂解。通过对翅片顶端裂解机理分析，发现翅片裂解的根本原因在于剪切变形
2、，其裂解过程经历了剪切断裂、滑移微裂和周期成翅三个阶段。研究了影响翅片成形的因素，了解了挤压角、挤压倾角、后角、刃宽和犁削—挤压深度、犁削—挤压速度对一次翅成形、裂解结构的成形的影响规律，并得到了这些参数的最佳范围。运用塑性力学理论分析了犁削—挤压加工过程中的材料变形，利用有限元软件（deform-3D）建立了有限元模型，利用该模型模拟了犁削—挤压加工过程，实现了犁削—挤压过程的动态仿真，模拟了各刀具参数和运动参数对平均翅高的影响规律；模拟了犁削—挤压力和应力场分布，为优化刀具结构提供了依据。最后对本文的研究
3、结果和研究结论进行了总结。关键词：锯齿状翅片犁削—挤压加工有限元刚塑性I华南理工大学硕士学位论文AbstractBasedontraditional2Dsubstructureinheatstrengthening,anewheatfunctionsurfacestructure–denticularstructure,isputforward.Theverystructurenotonlyhassuchsubstructureasploughedgroovesandprimaryfin,butalsohas
4、denticularmicro-structure.Thedenticularstructurefincanfurtheraugmentspecificarea;meanwhileitcaninduceturbulentflowandrealizestrengthenedheattransmission.Theanalysisofdenticularfin’sformingtheoryhelpusbetterunderstand4stepsofthefin’sformation,andtheyare:plou
5、ghing,extrusion,fin’sformationandcracking,furthermore,thosefourstepshappenssimultaneously.Analyzingthecrackingtheoryonfins’top,thepaperattributesthebasiccauseofcrackingtosheardeformation,andcrackingprocessconsistsof3steps,theyare:shearingbreakage,slippingcr
6、ackandperiodicallygeneratingfins.Throughtheexperiments,thepaperstudieshowextrusionangle,extrusionobliquityangle,clearanceangle,cutter’swidth,plowing-extrusiondepth,andplowing-extrusionspeedaffecttheformationofprimaryfinandcrackingstructure.Theoptimumrangeso
7、ftheaboveparametersareobtained.BasedonDEFORM-3D,theFEMmodelforplowing-extrusionprocessissetup;,whichaidsinsimulatingdynamicprocessofmaterial’sdeformation,alsotheeffectsthatprocessingparametersandcutter’sparametershaveonfin’smeanheightaresimulated.Andalso,th
8、edistributionsofstressandstrainfieldhavebeensimulated,whichisadvantageousforcutter’soptimization.Atlast,theauthordrawsconclusionsontheresearchresult.Keywords：denticularfin;plowing-extrusion;FE;rigid-pl
