某弹丸药筒挤压工艺分析与实验研究.rar

目      录
1.绪论…………………………………………………………………………………… 1
1.1  课题的研究目的和意义…………………………………………………………1
1.2  相关情况综述……………………………………………………………………2
1.2.1 冷挤压技术的发展概况…………………………………………………2
1.2.2 有限元数值模拟技术的发展和应用……………………………………4
1.3  课题的主要工作…………………………………………………………………8
2.数值模拟模型的建立及相关问题的处理………………………………………9 
2.1 几何模型的建立…………………………………………………………………9
2.2 材料性能的施加…………………………………………………………………10
2.3 摩擦边界条件的处理……………………………………………………………11
2.4 接触分析…………………………………………………………………………13
2.5 网格自适应与网格重划分………………………………………………………14
2.6 后处理过程中的一些技术问题的处理…………………………………………15
2.7 有限元模型中其它关键问题的处理……………………………………………15
2.8 小结………………………………………………………………………………16
3.弹丸药筒冷挤压成形过程的数值模拟…………………………………………17
3.1 刚塑性有限元基本理论…………………………………………………………17
3.2 影响金属塑性变形和流动的因素………………………………………………19
3.3 挤压过程数值模拟………………………………………………………………20
3.3.1 模型的简化………………………………………………………………20
3.3.2 工艺参数对挤压过程的影响……………………………………………21
3.4 小结………………………………………………………………………………25
4.弹丸药筒冷挤压成形工艺研究 …………………………………………………27
4.1 引言………………………………………………………………………………27
4.2 工艺方案的制定…………………………………………………………………27
4.3 设备选用…………………………………………………………………………27
4.3.1 毛坯加热设备及方法……………………………………………………27
4.3.2 挤压设备的选用…………………………………………………………27
4.4 模具设计…………………………………………………………………………28
4.4.1 模具材料的选用…………………………………………………………28
4.4.2 模具结构设计……………………………………………………………30
4.5 挤压工艺实施……………………………………………………………………34
4.5.1 毛坯的制备………………………………………………………………34
4.5.2 毛坯表面处理与润滑……………………………………………………34
4.5.3 挤压工艺参数的选择……………………………………………………36
4.5.4 冷挤压过程中的有效润滑………………………………………………37
4.5.5 实验结果…………………………………………………………………38
4.6 小结………………………………………………………………………………38
5.弹丸药筒冷挤压模具失效分析 …………………………………………………40
5.1 模具失效分析概述………………………………………………………………40
5.2 冷挤压凸模损坏的基本形式……………………………………………………41
5.3 弹丸药筒挤压模具的失效形式…………………………………………………44
5.4 弹丸药筒挤压模具的有限元分析………………………………………………46
5.4.1 有限元模型的建立………………………………………………………46
5.4.2 模具温度场分析…………………………………………………………46
5.4.3 模具应力场分析…………………………………………………………48
5.5 模具失效解决方案………………………………………………………………49
5.6 小结………………………………………………………………………………54
结论 
参考文献
致谢

摘要
本文以某弹丸药筒挤压成形为研究对象，对该零件的挤压成形过程及其模具的工作状况进行了数值模拟，制定了该挤压件的成形工艺，并对模具进行了失效分析，这对于保证成形件的质量及提高模具的使用寿命，均具有积极的意义。
根据模拟分析的需要，建立了模具的几何模型以及模拟过程的刚塑性有限元模型，并对模拟中边界情况的定义、材料性能的施加、设备速度的选取和网格的划分等关键问题进行了分析，为模拟和仿真的顺利进行打下了基础。
应用有限元数值模拟方法，对弹丸药筒挤压过程进行了二维数值模拟。讨论了摩擦条件、变形速度对变形过程中等效应变、等效应力以及挤压力的影响，确定了合理的变形工艺参数。模拟结果显示：挤压速度在10mm/s时，最适宜该零件的生产。
在数值模拟结果分析的基础上，制定了该弹丸药筒挤压成形的工艺方案，并进行了生产试制。试验结果表明，用该挤压工艺生产该零件，零件符合要求。
经过批量生产后，挤压凸模过渡部位断裂，导致模具失效。本文采用有限元数值模拟软件对凸模挤压过程中的温度场、应力场进行了分析，找出其失效的主要原因，提出了改进方案并进行了试验，有效的提高了模具的寿命。

关键词：弹丸药筒，挤压成形，数值模拟，模具失效分析

Analysis and Experimental Study on the cartridge Extrusion
Abstract

Take the extrusion of a cartridge as the research object, the numerical simulation of forming process and working condition of die are studied in this paper. The technology of the extruded part has been stipulated, and the failure analysis has been studied. Those are in favor of increasing the part and the service life of die.
Firstly, the geometric model of die and rigid-plastic finite element model of simulation are built according to the demand of simulation analysis. The definition of interface condition between die and workpiece, the adding of material parameters, forming velocity of machine and mesh, is also done. It is the base of the following computer simulation.
Through numerical simulation of finite element method (FEM), the course of extrusion of the cartridge is simulated. The forming of the deformation rate and friction are discussed which impact equivalent strain, equivalent stress and extrusion force. The analysis showed that it is beneficial to forming when the extrusion is 10mm/s.
Based on the result of the FEM simulation, the extruded forming technology of the cartridge has been stipulated, and the physical experiment is achieved. The result shows that it is feasible to produce cartridge with this extrusion technology.
Through quantity production, the transition location of extruded die of the cartridge fractured. It resulted in the ineffectiveness of die. The stress and temperature field of die in the extrusion processes is analyzed using simulation software of finite element method. The main reason of ineffectiveness of die is found, and the improving project is put forward, effectively improved the life of the mold.

Key words: the cartridge, extrusion forming, numerical simulation, invalidation analysis of die