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AISI-5140三通阀多向加载成形开裂预测
  • ISSN号:1007-2012
  • 期刊名称:《塑性工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG316[金属学及工艺—金属压力加工]
  • 作者机构:[1]西北工业大学材料学院、凝固技术国家重点实验室,西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金重点资助项目(50735005 50935007);国家自然科学基金资助项目(50905145); 国家973资助项目(2010CB731701)
中文摘要:

三通阀体多向加载成形是一个多参数作用,多工步、多模具约束的高温变形过程,材料受力状态和流动行为复杂,变形不均匀性严重,易于产生开裂等缺陷。文章首先研究并确定了,适用于AISI-5140三通阀多向加载成形过程中的开裂预测准则为Cockcroft-Latham准则,计算出AISI-5140材料的临界损伤值为0.881;随后以材料损伤峰值为指标,采用正交试验设计与有限元模拟相结合,对发生开裂的趋势和区域进行了分析和预测。结果表明,成形末期三通阀肩部圆角偏上区域材料的损伤值达到峰值,易于发生开裂;成形过程中的开裂趋势随着凹模圆角减小和摩擦增大而增大;加载速度越大,发生开裂的趋势越小,该文条件下,当加载速度低于15mm/s时,易发生开裂。对于给定坯料成形内径不同的三通阀,损伤峰值随着三通阀内径的增大而增大,即开裂趋势增大;对于内外径比相同的三通阀,成形过程中的损伤峰值随着其外径的增大而降低,即开裂趋势减小。

英文摘要:

Multi-way loading forming process of a tee-joint valve is a complicated hot forming process under coupled effects of multi-parameter,multi-step and multi-die constraint.The crack is prone to occur due to the complex stress state,material flow behavior and severe inhomogeneous deformation in the forming process.Firstly the Cockcroft-Latham criterion was determined as the reasonable criterion to predict crack during multi-way loading forming process of AISI-5140 tee-joint valve,,then the critical damage value of AISI-5140 is derived as 0.881.Taking the peak value of damage as examination index,the crack initiation trends and zones in the forming process were analyzed and predicted by combining orthogonal experimental design method with finite element (FE) simulation.The results show that in the last stage of forming process the crack may appear in the upside of tee-joint valve shoulder where damage value reaches the peak.The cracking trend increases with the increase of the radius of die and decrease of the friction.The larger the loading speed is,the less cracking trend will be.Crack may occur at the tee-joint valve when value of loading speed is less than 15mm/s.For the given billet,the peak value of damage increases with the increase of the inner diameter of tee-joint valves,i.e.the cracking trend increases.For the tee-joint valves with the same inner-outer ratio,the peak value of damage decreases with the increasing of the outer diameter of tee-joint valves and the cracking trend decreases.

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期刊论文 79 会议论文 33 获奖 4 专利 10
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期刊信息
  • 《塑性工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:陆辛
  • 地址:北京学清路18号北京机电研究所708室
  • 邮编:100083
  • 邮箱:sxgcxb@263.net
  • 电话:010-82415079 62912592
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2012
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3449/TG
  • 邮发代号:80-353
  • 获奖情况:
  • 中国科技论文统计源期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:8425