高强度螺栓杆部滚压加工工艺研究

摘要

本课题来源于贵州高强度螺栓厂，是贵州省科技厅国际合作项目、贵阳市科技局2004年科技项目。由于贵州高强度螺栓厂的工艺和装备条件的限制，造成企业生产效率不高，很难满足市场小批量多品种的需求，往往影响按时供货，针对此生产实际情况进行课题研究。研究对高强度螺栓杆部“细腰”部分采用滚压加工工艺，在保证加工质量的前提下，提高产品生产效率及成型表面质量。　　课题采用ANSYS有限元分析软件，对高强度螺栓杆部“细腰”部分进行滚压加工数值模拟，得出滚压加工的应力应变分布，然后在施加不同的轴向载荷条件下进行了对应的滚压实验。通过模拟计算，与实际实验结果对比分析，得出结论，ANSYS有限元模拟计算是一种可靠的、可行性高的方法；同时，模拟计算与实际实验都可得出相同的结论：对于有较高硬度(HRC38HRC42)的高强度材料，高强度螺栓“细腰”部分在常温下采用滚压成型加工方法完全可行。

目录

第1章 绪论

1.1课题的来源

1.2课题研究目的和意义

1.3课题研究采用的分析方法

1.3.1塑性成型加工分析的方法

1.3.2有限元分析的方法

第2章塑性成型加工简介

2.1塑性加工过程中受力分析

2.1.1正压力分析

2.1.2摩擦力分析

2.1.3工具形状对作用力的影响

2.1.4关于内力分析的要点

2.2塑性加工应力分析

2.2.1一点附近的应力表示法

2.2.2任意斜面上的应力

2.2.3应力椭圆球

2.2.4应力张量

2.2.5最大剪应力、八面体平面应力

2.2.6应力偏量

2.2.7应力微分平衡条件

2.3塑性加工应变分析

2.3.1名义应变与真实应变

2.3.2应变连续方程

2.3.3有限应变与位移关系方程

2.3.4最大切应变及八面体应变表达式

2.3.5应变速率与应变速率张量

2.4塑性加工中常用的变形量计算方法

2.5高强度螺栓滚压加工中的受力分析

第三章有限元法及其在塑性加工中的戍用

3.1单元的基本特性

3.1.1四边形等参单元

3.1.2平面应力单元

3.1.3轴对称单元

3.1.3三维单元

3.2单元变形自由度

3.3刚塑性有限单元法

3.3.1拉格朗日乘子法

3.3.2可压缩法

第4章有限元法在滚压加工中的应用

4.1高强度螺栓杆部滚压加工过程的ANSYS7.0数值模拟

4.2高强度螺栓杆部滚压成形的应力变形分布

第5章滚压实验装置设计及实验结果分析

5.1实验总体方案设计

5.2滚压实验装置设计

5.3实验结果及分析

5.4施加轴向拉力对滚压成型的影响分析

第6章 结论

参考文献

致谢

附2：攻读硕士期间公开发表的论文