鐓粗
關注創(chuàng)建者：Hubert.Wang 創(chuàng)建時間：2019-06-12
鐓粗的視頻教程
1.simufact.forming 15.0入門教程-鐓粗
simufact.forming 15.0入門教程-鐓粗 基礎教程，入門教程 前處理 １）幾何模型 ２）材料模型 ３）設備參數(shù) ４）摩擦條件 ５）溫度條件 ６）其它邊界條件 ７）網(wǎng)格劃分 ８）成形控制 ９）模型檢查，提交計算 后處理
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DEFORM金屬塑性成形基本過程仿真模擬
鍛壓是鍛造和沖壓的合稱，本課程包括擠壓、拉拔、方形環(huán)鐓粗和道釘成形模擬案例，讓同學們了解DEFORM塑性成形模擬的基本過程。
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Simufact Forming——鍛造過程中空洞缺陷的變化模擬
本視頻以帶有孔洞的圓棒鐓粗為例，詳細講述了simufact forming的整個設置過程，包括網(wǎng)格細化，材料選擇，再結晶設置，以及后處理過程的高清圖片保存，視頻保存等。
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鐓粗的實例教程
圖9是剛性表面參考節(jié)點處的鐓粗力與垂直位移的關系曲線。Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit的分析結果都與Taylor (1981)獲得的率無關結果表現(xiàn)出極好的一致性。另外值得注意的是，Abaqus/Standard中的解映射似乎對總鐓粗力沒有顯著影響。
圖10是根據(jù)表2中確定的截面控制選項繪制的剛性表面參考節(jié)點處的鐓粗力與垂直位移的關系曲線。使用CAX4R和CAX6M單元得到的曲線非常接近，并且與Taylor (1981)獲得的率無關結果吻合良好。COARSE_SS分析的結果實際上與FINE分析的結果相同，但計算成本卻大大降低；因此，推薦對此類問題使用這樣的分析選項。所有其他案例（使用默認截面控制但采用不同剛性表面模型）的結果與案例1使用默認截面控制的結果相同。
核心要點與選擇建議
準靜態(tài)分析首選：對于像圓柱體鐓粗這樣的準靜態(tài)成型過程，STIFFNESS（純剛度） 或 ENHANCED（增強應變） 是更合適的選擇，因為它們能提供穩(wěn)定的、非速率依賴性的阻力。案例研究表明，在此類問題上， STIFFNESS 控制能以較低的成本獲得與細網(wǎng)格默認設置相近的力-位移結果。
動態(tài)分析默認：對于一般的動態(tài)問題，如果不確定，使用默認的 RELAX STIFFNESS 是一個安全且通常有效的起點。
精度與成本權衡：如果模型規(guī)模允許，且對局部應力應變精度要求高，可以考慮使用 ENHANCED 控制。這在一些殼單元和實體單元的基準測試中能提供更優(yōu)的解。
務必避免：在準靜態(tài)分析中，切勿使用 PURE VISCOUS（純粘性） 控制，否則很可能得到因沙漏變形過大而失效的結果。
能量監(jiān)控：無論選擇哪種控制，都應檢查分析結果中的能量歷史。
展開 deform方環(huán)鐓粗
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自1932 年德國克虜伯公司首次對41.5t 鋼錠進行鐓粗以來，一直到1990 年左右，在鍛造行業(yè)內，一直將鐓粗視為壓實焊合鋼錠內部缺陷的必要手段。理論認為這是由于低溫的小變形Ⅲ區(qū)，在上下難變形Ⅰ區(qū)的擠壓下，形成大變形Ⅱ區(qū)的三向壓應力狀態(tài)，在變形的作用下，使心部缺陷得以焊合，鐓粗模型如圖1 所示。
圖1 鐓粗模型
在20世紀80年代后期的鐓粗試驗得到的結論是：⑴鐓粗至鋼錠高度60%時，試樣中心通孔的直徑處于增加狀態(tài)；⑵鐓粗至鋼錠高度50%時，鋼錠中心孔直徑無變化；⑶鐓粗至小于鋼錠高度50%時，中心孔才開始減小。而我們的鍛造工藝一般為鐓粗至鋼錠高度的50%，也就是說鐓粗是無法實現(xiàn)壓實的。
20 世紀90 年代后期，隨著國門的開放，開始學習他國經驗，好多高校及企業(yè)開始研究采用拔長時對鍛件進行壓實，但壓實的最終判斷條件是焊合缺陷。要焊合鋼錠內部缺陷應具備以下四個條件：⑴具有足夠高的溫度，以利于相對缺陷壁上的原子相互擴散；⑵在缺陷部位具有足夠高的產生剪變形應力條件；⑶具備足夠的相互擴散時間；⑷適合于焊合的鍛件材料的碳當量。
在試驗拔長壓實方法時，一般均選擇碳當量較低，易于焊合的材料。而作為冷軋工作輥材料均為冷作工具鋼，屬于高碳、高合金材料，各類型冷軋工作輥的化學成分見表1，其碳當量遠高于：C
焊接=[C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]×100%≥0.38%的易于焊合條件，幾乎無法實現(xiàn)鍛造過程中焊合缺陷。
表1 冷軋工作輥的化學成分(%)
為達到技術條件規(guī)定按GB/T 13314-2008 冷軋工作輥超聲波探傷合格的目的，我公司曾經對電渣鋼錠進行過三次鐓粗、二次鐓粗，到目前的只進行一次中間鐓粗。
展開 方環(huán)鐓粗實例操作
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當鐓粗變形率達到60%時，等效應變大的區(qū)域在鍛件的中間區(qū)域，最大等效應變?yōu)?.4。而在V 型偏析區(qū)，最大等效應變?yōu)?.0，等效應變較小，不容易出現(xiàn)裂紋。從鐓粗變形率來看，當鐓粗變形率達到60%時，鍛造變形最佳，不容易出現(xiàn)裂紋。
圖2 鐓粗變形率為80%的等效應變圖
圖3 鐓粗變形率為80%的等效應力圖
另外，從鍛造鐓粗損傷來看，當鐓粗至80%時，鍛件外表面的損傷值已經達到了0.6(圖4），這就意味著，鍛件表面容易開裂。當鐓粗至60%時，鍛件外表面的損傷值已經達到了0.25(圖5）。
圖4 鐓粗變形率為80%的損傷圖
圖5 鐓粗變形率為60%的損傷圖
結合飛輪體鍛造數(shù)值模擬情況，制定飛輪體鍛造工藝。將鋼錠加熱至1240℃分三火次進行鍛造。鋼錠經過壓鉗口、倒棱、切底端后進行鍛造變形。鍛造變形采用兩次鐓粗、一次拔長，綜合鍛造比達到7.5。鐓粗鍛造比大于2.5，為了防止鋼錠的A 型偏析區(qū)撕裂產生裂紋，采用砧寬為850mm 的平砧進行雙面輾壓，每錘的壓下量控制在坯料高度的20%左右。鍛造拔長過程中，采用850mm 寬的上下平砧，采用寬砧強壓法拔長，每一道次的鍛造壓下量為坯料高度的20%。搭接量為200mm，每道次拔長完畢后，將坯料翻轉90°，為避免漏壓區(qū)域，錯半砧，壓下一道次。
預備熱處理
由于飛輪體材料為25Cr2Ni4MoV 鋼，具有明顯的組織遺傳性，正火后得到非平衡組織，因此鍛后熱處理工藝(鍛后熱處理工藝見圖6）采用一次高溫正火，一次過冷，以便切斷組織遺傳，細化晶粒。正火溫度采用840 ～860℃，用鼓風機吹鍛件大身，待鍛件表面冷至280 ～320℃時，將轉子在280 ～320℃保持8 ～11 小時，保證轉子心部也降到貝氏體轉變溫度之下，以完成組織轉變。
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圖9是剛性表面參考節(jié)點處的鐓粗力與垂直位移的關系曲線。Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit的分析結果都與Taylor (1981)獲得的率無關結果表現(xiàn)出極好的一致性。另外值得注意的是，Abaqus/Standard中的解映射似乎對總鐓粗力沒有顯著影響。
圖10是根據(jù)表2中確定的截面控制選項繪制的剛性表面參考節(jié)點處的鐓粗力與垂直位移的關系曲線。
基于這些發(fā)現(xiàn)，團隊對鍛造工藝進行了針對性改進：優(yōu)化后的鐓粗輪廓有效阻止了材料在鐓粗和拉伸過程中向主體流動，新增的設計曲率則通過阻流作用減少了材料內滲造成的凸起效應，成功實現(xiàn)了底部廢料與合格材料的有效分離，確保廢料始終保留在端部區(qū)域。
基于這些發(fā)現(xiàn)，團隊對鍛造工藝進行了針對性改進：優(yōu)化后的鐓粗輪廓有效阻止了材料在鐓粗和拉伸過程中向主體流動，新增的設計曲率則通過阻流作用減少了材料內滲造成的凸起效應，成功實現(xiàn)了底部廢料與合格材料的有效分離，確保廢料始終保留在端部區(qū)域。
為防止變形熱的急劇上升，要求操作的過程中控制鐓粗或整體壓扁的壓下間隔時間、壓下量和采用中等變形速率。
圖1 鍛件尺寸要求
除特別注明外，鐓粗壓下時間間隔為10 ～15s，當鍛造坯料尺寸大于300mm 時，單次壓下量為小于20mm；當鍛造坯料大于200mm 小于300mm 時，單次壓下量小于15mm；當鍛造坯料小于200mm 時，單次壓下量小于10mm。
將加熱好的圓柱形坯料放置于錘鍛工作臺上進行鐓粗制坯；在鐓粗后的坯料上端中心放置錐形模具，預成形中心孔；將坯料翻轉，沖掉連皮；采用專用的胎模在鍛造設備上鍛造成形。
如下：
左邊是全局模型，模擬的是一個壓縮鐓粗的過程，右邊是子模型，位置在全局模型中心部位，子模型中心有一個球狀part，全局插入cohesive單元，全局模型已經分析完畢，目前子模型分析出現(xiàn)了一些問題：
問題描述.docx
在子模型的計算過程中，模型計算分析到8秒（分析步13秒），就跑不動了。一直停留在8秒，abaqus也沒有報錯，不知道是怎么回事？。
該例主要演示MSC Nastran熱機械耦合分析以及用戶子程序功能的使用，它模擬了考慮塑性功生熱和摩擦生熱效應的圓柱體鐓粗過程，并將分析結果與實驗結果進行比較。該例的MSC Nastran計算的輸入文件：nug_73.dat和用戶子程序為：nug_73.f。
該例主要演示MSC Nastran熱機械耦合分析以及用戶子程序功能的使用，它模擬了考慮塑性功生熱和摩擦生熱效應的圓柱體鐓粗過程，并將分析結果與實驗結果進行比較。該例的MSC Nastran計算的輸入文件：nug_73.dat和用戶子程序為：nug_73.f。
該例主要演示MSC Nastran熱機械耦合分析以及用戶子程序功能的使用，它模擬了考慮塑性功生熱和摩擦生熱效應的圓柱體鐓粗過程，并將分析結果與實驗結果進行比較。該例的MSC Nastran計算的輸入文件：nug_73.dat和用戶子程序為：nug_73.f。
圖2 鐓粗變形率為80%的等效應變圖
圖3 鐓粗變形率為80%的等效應力圖
另外，從鍛造鐓粗損傷來看，當鐓粗至80%時，鍛件外表面的損傷值已經達到了0.6(圖4），這就意味著，鍛件表面容易開裂。當鐓粗至60%時，鍛件外表面的損傷值已經達到了0.25(圖5）。
