h钢分流模挤压受力分析及其疲劳失效研究

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1、H13钢分流模挤压受力分析及其疲劳失效研究工737329密级分类号UDC编号午南大学CENTRALSOUTHUNIVERSITY硕士学位论文H1论文题目3钢分流模挤压受力分析及其疲劳失效研究学科、专业材料加工工程研究生姓名冯迪导专i÷：‘：?√r四删四四PllUlY17209岩6‘原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或

2、证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。≯弓边作者签名：日期：盍型生铿月座日关于学位论文使用授权说明本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。躬也作者签名：导师签名日期：耻年上月4日，的疲劳失效形式；围绕分流焊合挤压过程中金属的流动及挤压力变化规律、H13钢本构方程、热机械

3、循环应力下的疲劳强度、挤压力计算模型的修正、疲劳寿命预测等方面进行了系统的研究，获得如下主要结论：1．H13钢分流挤压模的疲劳失效疲劳失效是H13钢分流挤压模最常见的早期失效形式，主要表现为分流桥与模芯结合处的疲劳断裂。应力集中引起的局部拉应力水平超出工作条件下H13钢的疲劳强度是分流模疲劳失效率的最主要原因。2．分流焊合挤压过程中金属的流动及挤压力变化规律应用三维有限元法对一种6063铝合金方管的分流焊合挤压过程进行了详细分析，获得了挤压过程中金属的流动和挤压力变化规律，结果表明：在焊合高度方向

4、上，固态焊合最先发生在两股金属中部，上部金属最后焊合。对于分流焊合挤压，整个成形过程可分为镦粗、分流、分流孔剩余间隙填充、固态焊合和稳态挤压五个阶段；挤压力在分流阶段刚开始时增幅较大，然后趋于稳定；在坯料挤出分流孔又尚未与焊合室接触时，挤压力因为摩擦面积的减小而降低；峰值挤压力出现在金属挤出模孔的瞬时，随后进入稳态挤压阶段。3．H13热作模具钢的本构方程速率下的热压缩变形行为进行了研究。结果表明：弹性模量随温度的升高呈总体下降趋势，在150℃．350。C有小幅波动；流变应力随变形温度的升高而降低，

5、随应变速率的提高而增大。结合广义Hooke定理钢的热变形行为的弹．塑性本构方程。4．热机械循环应力下的疲劳强度利用Instron8032电液伺服疲劳试验机，采用单点测试法，依次选取O．7％、0．65％、O．6％、O．50b、0．45％五个应力加载水平，在加载频率为20Hz、应力比为0．001的条件下，首次测得500℃时H13钢的中南大学硕士学位论文摘要疲劳强度为508MPa。5．挤压力计算模型的修正将“二次挤压’’的概念具体化，即将一次完整的分流焊合挤压过程分割成“第一次多孔平模棒材挤压"以及“第

6、二次平模型材挤压"；建立了型材复杂程度表征的新方法―一‘复杂因子"；在以上新思路基础上，结合经验系数公式，修正了挤压力计算模型。，6．高温低周疲劳寿命预测应用Manson通用斜率公式，建立了H13钢的应变．高温低周疲劳寿命关系；在此基础上，结合有限元法提出了一种预测分流挤压模具寿命的方法，并从挤压速度和模桥根部圆角半径两个方面分析了其对模具低周疲劳寿命的影响规律，结果表明：疲劳寿命随着挤压速度的增加而减小，随着模桥根部圆角半径的增大而增大。其中，圆角半径因显著影响模桥根部的应力集中程度而成为决定模

7、具疲劳寿命的关键参数。关键词：H13钢，分流挤压模，疲劳失效，应力集中，．复杂因子，挤压力，疲劳预测Ⅱ中南大学硕士学位论文ABSTRACTInthiselementmethodanddissertation，finitewereuesdexperimentswiththetoreducefailurerateofH13steeldie．purposefatigueportholeofthemodelwasachieved．ThemaincontentaroundsAnalysisfatigueth

8、emetalflowruleandextrusionevolutionlawthepressureduringextrusionconstitutiveofH13steel、thethermalprocess、theequationmechanicalunderstress、thecalibrationoffatigueintensitycyclicextrusionforcecalculationmodelandthelifewerefatiguepredictionorches