大锻件中心压实法(JTS)锻造过程有限元分析

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在大锻件生产中,中心压实法(JTS法)是压实大锻件中心缺陷的一种有效方法。但在具体的工艺实施过程中,对大锻件在JTS法锻造中的温度梯度控制,钢锭外表面的冷却控制,以及温度梯度对内部的应力应变及组织的影响缺乏足够的认识,所以很难掌握其规律。大锻件单件生产的特点,又限制了其工艺实验的可行性。本文利用有限元方法,根据温度场的特点,建立合理的边界条件及参数,计算吹风和喷水等冷却方式所对应的锻件温度场。通过热力耦合模型和刚塑性有限元分析,模拟在内外具有较高温度梯度情况下的锻件应力应变场,分析了温度梯度对锻件内部应力应变的影响规律。结果表明,锻件的温度梯度对其应力应变具有重要影响,温度梯度越大,锻件中心的等效应变和静水压应力越大,压实中心缺陷的效果越好。该模拟结果及其参数将有助于制定合理的大锻件生产工艺。