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第1章 静液挤压基本理论1

1.1概述1

1.1.1静液挤压原理1

1.1.2静液挤压方法2

1.1.3静液挤压特点5

1.1.4静液挤压对材料塑性的影响8

1.2静液挤压金属流动规律10

1.2.1坯料受力分析10

1.2.2金属流动特征11

1.3静液挤压变形的应力与应变12

1.3.1基本应力应变12

1.3.2附加应力与残余应力13

1.3.3.应力状态对变形的影响15

1.3.4挤压变形程度表征方法17

1.4静液挤压力18

1.4.1静液挤压力-位移曲线18

1.4.2静液挤压力的理论计算20

1.4.3复合材料静液挤压力22

1.5静液挤压工艺参数23

1.5.1挤压速度24

1.5.2坯料几何形状24

1.5.3模具角度25

1.5.4挤压变形比28

1.6静液挤压摩擦润滑特征29

1.6.1高压介质29

1.6.2摩擦润滑条件30

1.7静液挤压过程数值模拟33

第2章 静液挤压工装设计37

2.1挤压筒设计37

2.1.1单挤压筒设计37

2.1.2组合挤压筒设计39

2.1.3挤压筒材料43

2.2挤压轴设计43

2.2.1挤压轴尺寸43

2.2.2挤压轴刚度计算44

2.2.3挤压轴强度计算44

2.2.4挤压轴材料45

2.3挤压模具设计45

2.3.1整体式凹模受力分析48

2.3.2组合式凹模受力分析49

2.3.3组合凹模特点及压合工艺52

2.3.4模具材料53

2.4穿孔针设计58

2.4.1穿孔针尺寸58

2.4.2穿孔针强度计算59

2.4.3穿针材料60

2.5密封设计60

2.5.1静液挤压密封形式60

2.5.2静液挤压密封装置63

2.6挤压介质交换装置设计64

2.7静液挤压机65

2.7.1静液挤压机分类65

2.7.2典型的静液挤压机67

第3章 静液挤压应用72

3.1异型材静液挤压72

3.2难加工材料静液挤压74

3.2.1难加工材料静液挤压方法74

3.2.2难加工材料静液挤压技术74

3.3粉末材料静液挤压87

3.4复合材料静液挤压89

3.4.1静液挤压复合材料类型89

3.4.2典型复合材料的静液挤压90

3.5线材静液挤压95

3.6静液挤压前坯料处理98

3.6.1软化处理98

3.6.2表面处理101

第4章 静液挤压工艺力学分析106

4.1工件与模具表面间的润滑状态106

4.1.1粘着-变形二元摩擦理论106

4.1.2静液挤压过程中的润滑状态107

4.2流体动力润滑形成条件109

4.2.1临界速度109

4.2.2工程算例112

4.3润滑油膜厚度113

4.3.1入口油膜厚度113

4.3.2出口油膜厚度114

4.4流体动力润滑状态下的摩擦应力116

4.5流体动力润滑状态下的材料变形功率117

4.5.1坯料变形功率117

4.5.2挤压介质功率损耗119

4.6缺陷动力学分析119

4.6.1表面裂纹119

4.6.2内部裂纹121

4.6.3表面粘结122

4.6.4竹节状表面缺陷122

第5章 静液挤压过程数值模拟126

5.1计算方法126

5.1.1有限元数值模拟技术126

5.1.2有限元常用术语127

5.1.3有限元分析基本步骤128

5.2ANSYS有限元程序简介129

5.2.1ANSYS发展过程129

5.2.2ANSYS使用环境130

5.2.3ANSYS程序功能130

5.3材料本构关系及计算模型131

5.3.1本构关系131

5.3.2计算模型132

5.3.3计算原理133

5.4数值模拟计算结果134

5.4.1挤压压力随模具参数变化规律135

5.4.2应力应变场随模具参数变化规律137

5.5不同型线凹模静液挤压数值模拟142

5.5.1凹模型线数学方程143

5.5.2数值模拟计算参数144

5.5.3载荷位移曲线144

5.5.4应力应变分布145

5.5.5模具表面压力分布149

5.6数值模拟试验验证149

5.6.1挤压压力试验验证150

5.6.2应变场试验验证151

5.7理论分析综合应用154

5.7.1初始条件154

5.7.2流体动力润滑形成条件156

5.7.3表面缺陷预测分析157

5.7.4挤压压力159

5.7.5工件内部应力应变场160

5.8双金属静液挤压数值模拟162

5.8.1有限元计算模型162

5.8.2计算结果及分析164

5.8.3试验验证166

第6章 钨合金静液挤压技术186

6.1概述186

6.1.1钨合金制备及性能188

6.1.2钨合金强化技术189

6.1.3钨合金静液挤压技术191

6.2静液挤压钨合金性能测试193

6.2.1静态拉伸实验193

6.2.2原位拉伸实验194

6.2.3动态拉伸实验196

6.3静液挤压钨合金微观组织与力学性能197

6.3.1微观组织197

6.3.2力学性能197

6.4静液挤压钨合金变形与断裂分析200

6.4.1裂纹萌生位置201

6.4.2变形与滑移线203

6.4.3裂纹扩展过程205

6.4.4断口形貌分析210

6.5静液挤压钨合金模拟弹靶试试验213

6.5.1模拟弹体材料力学性能及弹体结构213

6.5.2模拟弹靶试试验结果及分析214

6.6钨合金静液挤压强化机理216

6.6.1界面强化217

6.6.2组成相强化221

参考文献228