鍛造工藝模擬

《鍛造工藝模擬 》是2009年10月國防工業出版社出版的圖書，作者是中國鍛壓協會。本書全面系統地介紹了鍛造成形數值與物理模擬的相關理論知識，主要包括剛粘塑性有限元法、宏微觀耦合、熱力耦合、物理模擬相似性的理論。

基本介紹

• 書名：鍛造工藝模擬
• 作者：中國鍛壓協會
• ISBN：9787118065961
• 頁數：186
• 出版社：國防工業出版社
• 出版時間：2009-10-1
• 裝幀：平裝
• 開本：16開
• 字數：313000 

編輯推薦

編輯推薦 　以鍛造成形數值與物理模擬為切入點系統地介紹了剛粘塑性有限元法、宏微觀耦合、熱力耦合、物理相似性的理論，及相應問題的模擬軟體與方法。列舉並剖析了十多個結合實際科研與生產的典型案例的模擬分析全過程。

中國鍛壓協會成立於1986年7月，是全國一級社團法人單位，是鍛造和衝壓企業的行業組織。中國鍛壓協會服務於行業、服務於企業、服務干政府，是政府與企業間的橋樑紐帶，旨在促進行業交流、進步與繁榮，為行業的共同利益服務。

為鍛造行業出版一批適應行業發展和滿足企業需求的鍛造專業書籍是協會組織編撰《鍛件生產技術叢書》的出發點和歸宿點。在歷時兩年多的編撰過程中，共有90餘位來自企業、高校和科研院所的專家、學者和工程技術人員參與其中，秉持博採眾長、百花齊放的原則，從多層面、多角度展現鍛造生產中的各個領域和環節.真正作到有的放矢為企業讀者帶來更多實戰經驗和享受。

中國有句古語：授人以魚，不如授之以漁。希望本套叢書能夠成為助力鍛造企業取得更大進步和發展的良師益友，成為助力中國鍛造行業走向更大輝煌的階梯。

內容簡介

本書以較大篇幅列舉了十多個結合實際科研與生產的典型案例，詳細深入地解析了如何模擬預測鍛造過程中變形、微觀組織、模具磨損、溫度場等物理量，介紹時從最基本的模型簡化、邊界條件及工藝參數設定開始，到模擬結果分析、工藝最佳化，力求讓求知者學以致用、學了會用、學有所值。

本書適合作為材料成形領域的工程技術人員初學模擬技術及提升模擬水平的自學教材，適合作為中高等院校的教學教材與培訓教材，並適合於來自其它領域的鍛造愛好者的拓展性學習。

目錄

第一章 概論

1.1 引言

1.2 塑性加工模擬的目標和任務

1.3 鍛造過程的數值模擬技術

1.4 鍛造過程的物理模擬技術

1.5 數值模擬與物理模擬的關係

參考文獻

第二章 塑性有限元法基礎

2.1 塑性加工分析系統

2.1.1 系統考慮的影響因素

2.1.2 塑性加工分析系統模型

2.2 塑性成形解析及數值分析方法

2.2.1 一般解析計算法

2.2.2 有限元數值分析法

2.3 剛粘塑性有限元法理論

2.3.1 金屬熱成形中的粘性問題

2.3.2 剛粘塑性有限元列式

2.3.3 四節點四邊形等參單元

2.3.4 局部格線節點重定位技術

2.4 鍛造過程中的熱力耦合分析基礎

2.4.1 熱傳導有限元列式

2.4.2 變形和傳熱過程的耦合技術

2.5 塑性有限元中的摩擦模型

2.6 分析模型簡化

2.6.1 平面問題

2.6.2 軸對稱問題

參考文獻

第三章 鍛造成形數值模擬軟體介紹

3.1 鍛造成形數值模擬的實質

3.2 鍛造成形數值模擬的準備工作

3.3 通過數值模擬可以獲得的結果

3.4 常用軟體介紹

3.4.1 DEFORM軟體介紹

3.4.2 QFORM軟體

3.4.3 FORGE軟體

3.4.4 ABAQUS軟體

參考文獻

第四章 鍛造成形的模擬實例

4.1 軸對稱件成形2D模擬

4.1.1 模型簡化及模擬初始條件設定

4.1.2 模擬過程分析

4.1.3 模擬結論

4.2 汽車曲軸成形過程的3D模擬

4.2.1 模具結構對汽車曲軸成形性的影響

4.2.2 預鍛連皮對汽車曲軸成形性的影響

4.2.3 預鍛熱力耦合模擬分析

4.2.4 曲軸模鍛生產試驗驗證

4.3 汽車轉向節成形過程的數值模擬及最佳化

4.3.1 模型簡化及模擬初始條件設定

4.3.2 方案一的模擬分析

4.3.3 方案二的模擬分析

4.4 汽車輪轂鍛造成形過程模擬及最佳化

4.4.1 奧迪鋁合金車輪出現的缺陷

4.4.2 奧迪鋁合金車輪預鍛成形缺陷模擬分析

4.4.3 奧迪鋁合金車輪終鍛成形缺陷模擬分析

4.4.4 成形缺陷一因素矩陣

4.5 齒輪閉塞式鍛造成形過程模擬及最佳化

4.5.1 溫度對齒輪成形性的影響

4.5.2 模具結構對齒輪成形性的影響

4.5.3 連皮對齒輪成形性的影響

4.5.4 結論

4.6 熱成形模具磨損的模擬及模具壽命預測

4.6.1 模型簡化及模擬初始條件設定

4.6.2 終成形凸模磨損的模擬分析

4.6.3 模具磨損對壽命的影響分析

4.6.4 凸模磨損研究結論

4.7 鍛造過程多因素動態熱力耦合仿真

4.7.1 鍛造過程中多因素歸納

4.7.2 主要的參數設定

4.7.3 模擬的結果討論

4.8 大型模鍛件鍛造成形過程模擬

4.8.1 終鍛件以及終鍛模的設計

4.8.2 預鍛件的設計及模擬最佳化

4.8.3 制坯件的設計及模擬

4.9 大型鍛件自由鍛成形模擬實例

4.9.1 大型鋼錠鐓粗

4.9.2 空洞疏鬆缺陷閉合過程模擬

4.9.3 中心壓實工藝模擬

4.9.4 不對稱V形砧鍛造工藝模擬

參考文獻

第五章 鍛造過程中的微觀組織模擬技術

5.1 引言

5.2 熱鍛過程中金屬力學性能變化和微觀組織演化特徵

5.2.1 一般描述

5.2.2 轉子鋼26Cr2Ni4MoV的熱鍛力學性能與晶粒度演化規律

5.2.3 鈦合金TC4超塑性變形力學性能以及微觀組織變化

5.3 用於熱鍛宏微觀耦合模擬的熱粘塑性本構關係

5.3.1 引言

5.3.2 熱鍛用經驗本構關係

5.3.3 考慮三種變形機制的超塑性本構關係

5.3.4 包含動態再結晶的熱粘塑性本構關係

5.4 熱鍛過程中微觀組織模擬參數識別

5.4.1 參數識別方法

5.4.2 參數識別的算例

5.5 熱鍛過程中微觀組織模擬用的有限元軟體功能

5.6 熱鍛過程中微觀組織模擬實例

5.6.1 圓柱體熱壓縮試驗

5.6.2 上下對稱V砧拔長工藝

5.6.3 FMV砧拔長工藝

5.6.4 鎂合金反擠壓

5.6.5 TC4鈦合金零件超塑成形中晶粒長大過程模擬

參考文獻

第六章 鍛造成形過程的物理模擬

6.1 物理模擬技術簡介

6.2 塑性成形過程的物理模擬技術

6.2.1 物理模擬的相似性

6.2.2 實驗用模擬材料

6.2.3 物理模擬實驗方法

6.3 模擬實例

6.3.1 凸模形狀對擠壓過程金屬變形流動行為影響研究

6.3.2 TiAl基合金的等溫壓縮流變特性研究

6.3.3 帶孔圓柱體鐓粗過程模擬

6.3.4 模鍛過程的光塑性模擬

參考文獻

序言

鍛壓行業的同仁們，期盼已久的第一套《鍛件生產技術叢書》終於出版了！這是中國鍛壓協會、中國鍛壓行業一項具有開創性的工作！

隨著中國經濟的發展，鍛壓概念無論是內涵還是外延都得到了巨大的發展。中國鍛壓協會涵蓋的鍛壓不僅僅是鍛造與衝壓的總和，還包括了鈑金、金屬製作和其它塑性成形有關的工業領域。鍛壓是製造業的重要基礎工藝，在國民經濟和國防建設中具有重要作用與地位。

由於受“工藝性”行業觀念的影響，鍛壓行業一直沒有受到製造業界的足夠重視，行業生產技術文獻少的可憐，更沒有一套系統地對行業技術進行總結、研究和展望的著作。基於這樣的情況，中國鍛壓協會根據國內鍛壓行業發展的迫切需要，籌備出版系列鍛壓行業生產技術叢書。

經過多年的策劃，2007年起邀請90餘位專家、學者和工程技術人員歷時兩年多編撰了這部十冊約700餘萬字的《鍛件生產技術叢書》。在未來幾年內，中國鍛壓協會還將組織編撰出版有關衝壓、鈑金與金屬製作方面的生產技術叢書。

《鍛件生產技術叢書》在繼承前人的科研成果和生產經驗基礎上，以金屬塑性變形理論為指導，藉助數值和物理模擬技術，挖掘工藝、設備和相關邊緣技術的潛力，為企業實現高效、精密和低成本地生產優質鍛件、提升企業的市場競爭力和可持續發展服務。本叢書以其實用性、先進性和前瞻性對從事鍛造技術科研、生產和教學的工作者有參考價值和引導作用，本叢書特別適於用作培養年輕鍛造技術人員的教材。

在這套叢書出版之際，謹向所有參加編撰辛勤工作的專家、學者和工作人員，致以衷心地祝賀和感謝！