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轴承宏观塑性变形规律

发布:2018-09-01 17:04:16  阅读:

  轴承宏观塑性变形规律

  在径向轧制过程中,轴承环在热、力能场作用下,通过轧制孔型中的局部径向压缩、周向伸长变形积累,进而产生整体壁厚减小、直径扩大变形。其塑性变形行为包含变形区的扩展及其热、力能场的动态演变,下面通过数值模拟分析轴承环塑性区扩展和应变场、温度场的演变过程,可以直观地揭示径向轧制宏观塑性变形基本规律和特征。

  1. 塑性区扩展

  在径向轧制过程中,塑性区首先需要穿透轴承环径向壁厚,才能产生整体轧制变形,塑性区径向扩展过程反映轴承环由局部变形向整体变形的转化过程。由于轴承环塑性锻透通常是发生于轧制初始时刻的一一个瞬时过程,为了便于分析,首先在不考虑轴承环转动的情况下,通过轴承环与轧制孔型静态接触有限元模拟,可以得到静态下轴承环局部塑性区径向扩展过程,如图所示。

  2.应变场演变规律

  有限元模拟显示的径向轧制不同阶段轴承环等效应变分布情况如图2.14所示。可以看出,轧制过程中等效应变由轴承环内、外表面至心部先后产生,并随着轧制过程的进行逐渐增加,而且内、外表面等效应变始终比心部大。

  3.温度场演变规律

  有限元模拟得到的径向轧制过程中轴承环温度分布情况如图216所示成度以看出,随着轧制过程进行,轴承环整体温度逐渐下降,而且内,外表面比心部温度下降快,其温度始终比心部低。

  由此可知,径向轧制过程中轴承环的温度场同样具有径向不均匀不对称、轴向均匀对称的特征,这与径向轧制接触的特点紧密联系。在径向轧制过程中,轴承环内外表面由于直接与轧辊和周围环境接触,在热传递、热对流和热辐射作用下温度下降明显比心部快,因此导致温度场沿径向呈现表面低、心部高的不均匀特征,而轴承环内外表面与轧辊接触面积的差异也导致其热量损失程度不同使温度场沿径向呈现不对称特征。轴承环与轧辊之间的面面接触使其轴向各位置热传导条件在理论上是一一致的,因此温度沿轴向呈现均匀对称的特征。

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