阶梯轴楔横轧变形特性及其ANSYS/LS-DYNA模拟

本文主要探讨了阶梯轴类零件通过楔横轧工艺进行成形的变形特征。研究者利用ANSYS/LS-DYNA软件构建了阶梯轴的有限元模型，对实际的楔横轧轧制过程进行了细致的模拟仿真。在模拟中，他们特别关注了展宽段内的应力场和应变场分布，以及金属在变形过程中的受力和流动特性。 结果显示，阶梯轴在楔横轧过程中表现出显著的两拉一压应力状态，心部区域承受的应力相对较大，这反映了内部结构对整体力学性能的影响。在应变方面，轧件的细部（如外层）应变较为明显，而随着向中心区域深入，应变逐渐减小，心部的应变最小，呈现出明显的层状分布规律。这种变形特性表明，轧件两端受到较大的变形作用，而中部基本保持稳定，整个过程呈现对称性。 在轧制进程中，轴向的压缩与径向的延伸同时发生，应变最大的区域最初位于外部，但随着轧制的进行，这个区域逐渐向心部转移。这种动态的应变分布揭示了材料在压力作用下的塑性变形行为和内部结构的变化。 这项研究对于理解楔横轧工艺对阶梯轴类零件性能的影响具有重要意义，对于优化生产过程、提高产品质量和控制精度具有实用价值。它还为后续的材料力学、加工工艺优化以及设备设计提供了重要的理论依据。通过对ANSYS/LS-DYNA软件的有效运用，研究人员能够深入探索复杂工业生产中的力学问题，提升智能制造的科学性。