金属学报  2005, Vol. 41 Issue (12): 1261-1266

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大型船用曲轴曲拐的弯锻过程模拟与实验研究

孙明月; 李殿中; 李依依; 凌进; 沈才平

中国科学院金属研究所; 沈阳 110016

SIMULATION AND EXPERIMENT STUDY OF BENDING PROCESS OF LARGE MARINE CRANKTHROW

SUN Mingyue; LI Dianzhong; LI Yiyi; LING Jin; SHEN Caiping

Institute of Metal Research; The Chinese Academy of Sciences; Shenyang 110016

孙明月; 李殿中; 李依依; 凌进; 沈才平 . 大型船用曲轴曲拐的弯锻过程模拟与实验研究[J]. 金属学报, 2005, 41(12): 1261-1266 .
, , , , . SIMULATION AND EXPERIMENT STUDY OF BENDING PROCESS OF LARGE MARINE CRANKTHROW[J]. Acta Metall Sin, 2005, 41(12): 1261-1266 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(321 KB)   摘要: 通过测试大型船用曲轴曲拐S34MnV钢在高温不同应变速率下的应力-应变曲线, 建立了该钢的本构关系模型. 运用ABAQUS软件对该曲拐的弯锻过程进行了热力 耦合模拟, 得到了曲拐锻造过程的应力、应变和温度随时间的变化情况, 分析 了曲拐的金属流动机制, 研究了曲拐典型位置的静水压力和表面拉/压应力的 变化, 模拟计算了锻造过程产生的“细腰”、裂纹、“喇叭口”等缺陷的位置, 并预测了曲拐的最终形状和尺寸. 模拟结果与实验结果很好吻合. 在此基础上 提出了改进性意见, 为锻造工艺参数的优化提供了依据. 关键词 ： 曲拐,  弯锻,  模拟     Abstract：A constitutive equation was established based on stress-strain curves of S34MnV at different strain rates and high temperatures. The coupling of thermal-mechanical process in bending large marine crankthrow was simulated by using ABAQUS code. From the simulation results, the strain-stress field and temperature field in the forging process were obtained. In order to analyze the mechanism of metal flow of crankthrow, the evolutions of the hydrostatic pressure and the surface tensile/compressive stress of typical positions on the crankthrow were investigated. The simulated defect positions, such as the “slim waist”, crack and“horn mouth”etc, as well as the final shape and size of the crankthrow agree well with the experimental ones. Furthermore, an improved suggestion was given, which could be helpful to optimize the forging parameters. Key words： crankthrow    bending process    simulation 收稿日期: 2005-04-14      ZTFLH:  TG142   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 孙明月 李殿中 李依依 凌进 沈才平 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2005/V41/I12/1261 [1] Kong Y M, Ma Z E, Liu L Y. J Mater Process Technol, 2002; 120: 1 [2] Kawka M, Olejnikb L, Rosochowsk A, Sunaga H, Maki-nouchi A. J Mater Process Technol, 2001; 109: 283 [3] Gan Wei, Wagoner R H. Int J Mech Sci, 2004; 46: 1097 [4] Huang Y M, Chen T C. J Mater Process Technol, 2003; 140: 432 [5] Lange K, Herrmann M, Keck P, Wilhelm M. J Mater Process Technol, 1991; 27: 239 [6] Kim Y D, Kim D Y, Kim K T. Forging Process of Design of Crank Throw Through the 3-D Forging Process Model Analysis, In: Proc 2004 MSC Software Korea 14th KUC, http://www.mscsoftware.co.kr/upfile/ conference_pdf/du_kyd.pdf [7] Wang Z R, Liu J S. Met Form Mach, 2001; 36(2): 31 (王仲仁,刘建生．锻压机械, 2001;36(2):31) [8] Wang J W, Liu Z, Wang B Y, Shi W. Forg Stamp Technol, 1999; 24(3): 16 (王纪武,刘庄,王本一,石伟．锻压技术, 1999;24(3): 161 [9] Song S D, Hu C B. Heavy Cast Forg, 2001; (1): 11 (宋士丹,胡朝备．大型铸锻件, 2001;(1):11) [10] Laasaraoui A. Jonas J J. Metall Trans, 1991; 22A: 1547 [11] ABAQUS/Standard User's Manual. Vol.1, Pawtucket, RI, USA: Hibbitt, Karlsson & Sorensen, 1999: 14.1.4-1 [12] Murata K, Morise H, Mitsutsuka M, Haito H, Komatsu T, Shida S. Trans Iron Steel Inst Jpn, 1984; 24B: 309 [13] Kwon H C, Lee Y, Im Y T. ISIJ Int, 2003; 43: 1967 [14] Brownrigg A, Spitzig W A, Richmond O, Teirlinck D, Embury J D. Acta Metall, 1983; 31: 1141 [15] Chokshi A H, Mukherjee A K, Langdon T G. Mater Sci Eng, 1993; R10: 237 [16] Garrison W M, Moody R. J Phys Chem Solids, 1987; 48: 1035 [17] Lee Y S, Dawson P R. Mech Mater, 1993; 15: 21 [1] 陈佳, 郭敏, 杨敏, 刘林, 张军. 新型钴基高温合金中W元素对蠕变组织和性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1209-1220. [2] 毕中南, 秦海龙, 刘沛, 史松宜, 谢锦丽, 张继. 高温合金锻件残余应力量化表征及控制技术研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1144-1158. [3] 张海峰, 闫海乐, 方烽, 贾楠. FeMnCoCrNi高熵合金双晶微柱变形机制的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1051-1064. [4] 张禄, 余志伟, 张磊成, 江荣, 宋迎东. GH4169高温合金热机械疲劳循环损伤机理及数值模拟[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 871-883. [5] 王重阳, 韩世伟, 谢峰, 胡龙, 邓德安. 固态相变和软化效应对超高强钢焊接残余应力的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1613-1623. [6] 陈凯旋, 李宗烜, 王自东, Demange Gilles, 陈晓华, 张佳伟, 吴雪华, Zapolsky Helena. Cu-2.0Fe合金等温处理过程中富Fe析出相的形态演变[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1665-1674. [7] 张开元, 董文超, 赵栋, 李世键, 陆善平. 固态相变对Fe-Co-Ni超高强度钢长臂梁构件焊接-淬火过程应力和变形的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1633-1643. [8] 戚晓勇, 柳文波, 何宗倍, 王一帆, 恽迪. UN核燃料烧结致密化过程的相场模拟[J]. 金属学报, 2023, 59(11): 1513-1522. [9] 周小宾, 赵占山, 汪万行, 徐建国, 岳强. 渣-金界面气泡夹带行为数值物理模拟[J]. 金属学报, 2023, 59(11): 1523-1532. [10] 李赛, 杨泽南, 张弛, 杨志刚. 珠光体-奥氏体相变中扩散通道的相场法研究[J]. 金属学报, 2023, 59(10): 1376-1388. [11] 高建宝, 李志诚, 刘佳, 张金良, 宋波, 张利军. 计算辅助高性能增材制造铝合金开发的研究现状与展望[J]. 金属学报, 2023, 59(1): 87-105. [12] 王孟, 杨永强, Trofimov Vyacheslav, 宋长辉, 周瀚翔, 王迪. 粉末粒径对AlSi10Mg合金选区激光熔化成形的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(1): 147-156. [13] 夏大海, 邓成满, 陈子光, 李天书, 胡文彬. 金属材料局部腐蚀损伤过程的近场动力学模拟：进展与挑战[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1093-1107. [14] 李彦强, 赵九洲, 江鸿翔, 何杰. Pb-Al合金定向凝固组织形成过程[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 1072-1082. [15] 朱东明, 何江里, 史根豪, 王青峰. 热输入对Q500qE钢模拟CGHAZ微观组织和冲击韧性的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(12): 1581-1588. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed