一种交变载荷下基于3D本构模型摆辗效应分析方法技术

本发明专利技术属于机械制造技术领域，公开了一种交变载荷下基于3D本构模型摆辗效应分析方法，利用MATLAB软件对振动摆动辗压粘弹塑性本构模型进行3D体积效应和表面效应分析，通过多参数耦合模拟振动摆动辗压过程中的接触边界对三维接触问题进行描述；利用弹性力学中的广义胡克定律及塑性力学中的增量理论分别推导了粘弹性空间矩阵及粘塑性空间矩阵，并以此建立振动摆动辗压成形中的表面效应分析模型；通过提出合理的假设，对在不同振型参数下的振动摆动辗压模型进行有限元模拟分析及表面效应分析。本发明专利技术揭示了振动辗压成形机理，完善三维本构模型下材料振动辗压成形过程分析，对建立振动辗压成形设备具有重要的理论意义和实用价值。

An analysis method of rotary forging effect based on 3D constitutive model under alternating load

The invention belongs to the field of mechanical manufacturing technology, and discloses an analysis method of rotary forging effect based on 3D constitutive model under alternating load. The 3D volumetric effect and surface effect of the viscoelastic-plastic constitutive model of vibratory rotary forging are analyzed by using MATLAB software, and the contact boundary pairs in the process of vibratory rotary forging are simulated by multi-parameter coupling. The three-dimensional contact problem is described; the viscoelastic space matrix and viscoplastic space matrix are derived respectively by using the generalized Hooke's law in elasticity and the incremental theory in plasticity, and the surface effect analysis model in vibratory rotary forging is established based on the viscoelastic space matrix and viscoplastic space matrix. The finite element simulation analysis and surface effect analysis of the vibration rotary forging model are carried out. The invention discloses the forming mechanism of vibration rolling, perfects the analysis of the forming process of material vibration rolling under the three-dimensional constitutive model, and has important theoretical significance and practical value for establishing the forming equipment of vibration rolling.

【技术实现步骤摘要】
一种交变载荷下基于3D本构模型摆辗效应分析方法
本专利技术属于机械制造
，尤其涉及一种交变载荷下基于3D本构模型摆辗效应分析方法。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：随着机械制造行业的飞速发展，振动摆动辗压精密成形技术越来越受到人们的重视。由于摆动辗压具有能耗低、成形精度高、噪声小、投资少等特点，因此受到世界各国的普遍重视并且在实际生产得到了越来越广的应用。但由于其成形运动的复杂性，人们对该技术还没有形成规律性的认识，在理论方面迄今仍是一个薄弱环节，有关的生产技术问题缺乏有效的理论指导，许多生产实际问题只能采用试验和累积经验的方法在实践中探索加以解决，这些在很大程度上限制了摆动辗压工艺的应用与发展。振动作为自然界物质运动的一种基本形式，振动理论在机械工程及材料工程的宏观领域内得到了长足的发展。20世纪50年代，奥地利维也纳大学B.Langernecker在测试单晶体的屈服强度时发现，测试结果与载重汽车从实验室旁边经过时产生的振动影响很大。由此引发了他后来探索机械振动对金属塑性变形的影响，并随后发表了锌晶体拉伸实验中附加超声振动后金属具有较强的软化现象的分析简报。继F.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交变载荷下基于3D本构模型摆辗效应分析方法，其特征在于，所述交变载荷下基于3D本构模型摆辗效应分析方法，利用MATLAB软件对振动摆动辗压粘弹塑性本构模型进行3D体积效应和表面效应分析，通过多参数耦合模拟振动摆动辗压过程中的接触边界对三维接触问题进行描述；利用弹性力学中的广义胡克定律及塑性力学中的增量理论分别推导了粘弹性空间矩阵及粘塑性空间矩阵，并以此建立振动摆动辗压成形中的表面效应分析模型；通过提出合理的假设，对在不同振型参数下的振动摆动辗压模型进行有限元模拟分析及表面效应分析。

【技术特征摘要】
1.一种交变载荷下基于3D本构模型摆辗效应分析方法，其特征在于，所述交变载荷下基于3D本构模型摆辗效应分析方法，利用MATLAB软件对振动摆动辗压粘弹塑性本构模型进行3D体积效应和表面效应分析，通过多参数耦合模拟振动摆动辗压过程中的接触边界对三维接触问题进行描述；利用弹性力学中的广义胡克定律及塑性力学中的增量理论分别推导了粘弹性空间矩阵及粘塑性空间矩阵，并以此建立振动摆动辗压成形中的表面效应分析模型；通过提出合理的假设，对在不同振型参数下的振动摆动辗压模型进行有限元模拟分析及表面效应分析。2.如权利要求1所述的交变载荷下基于3D本构模型摆辗效应分析方法，其特征在于，所述交变载荷下基于3D本构模型摆辗效应分析方法包括以下步骤：(1)利用三维本构模型，建立在不同振动信号下振动摆辗系统的的三维粘弹塑性模型的显示表达式；(2)确定有关的工艺参数和振动参数，并结合塑性变形应力应变假设，找到工艺参数和振形参数的最佳匹配方案；(3)通过多参数耦合机制，对模型本构关系、边界条件、载荷条件进行归纳总结，从而进一步研究其3D成形机理；(4)根据理论研究确定振动辗压成形工艺参数、振型参数等，组织实验，在线检测成形各参数，以此验证前期的理论研究并对其进一步修正完善；(5)通过MATLAB及MARC对模型进行分析及计算。3.如权利要求1所述的交变载荷下基于3D本构模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘峥，蔡改贫，
申请(专利权)人：江西理工大学南昌校区，
类型：发明
国别省市：江西,36