揭示高速冷滚打金属流动规律的仿真研究

高速冷滚打成形是一种先进的金属成型工艺，它在精密制造领域有着广泛应用，尤其是在齿轮、花键和其他复杂零件的生产过程中。本文主要关注于揭示高速冷滚打成形过程中工件金属流动的内在规律，通过深入研究滚打轮与工件之间的接触演变过程，即从初始的点接触、逐渐发展到线接触，最终实现全面的面接触，这个过程遵循最小阻力定律，确保了金属流动的高效和稳定。 作者崔凤奎、谢亚飞、董晓丹和侯丽敏针对渐开线花键冷滚打的加工工艺，构建了一个详细的有限元分析模型。有限元方法作为一种数值模拟工具，被用来模拟高速冷滚打的过程，这使得研究人员能够精确地分析金属在滚打过程中各时刻的等效应变行为。通过这种方式，他们能够跟踪接触面上特定节点的流动轨迹，揭示出这些节点随时间变化的流动模式，从而为理解整个工件的变形行为提供关键数据。 本文的核心内容围绕以下几个方面展开： 1. 金属流动规律的分析：通过最小阻力定律，研究者分析了不同接触阶段（点接触、线接触和面接触）下金属流动的特点，这对于优化设计和控制工艺参数至关重要。 2. 有限元模型建立与仿真：模型建立是研究的关键步骤，它将理论与实践相结合，通过数值计算预测高速冷滚打过程中的力学行为，如应力分布、应变分布等。 3. 流动轨迹与流动规律：对工件上特定节点的流动轨迹进行详细分析，有助于理解金属如何在滚打过程中塑性变形，并找出可能的塑性流动限制和优化策略。 4. 仿真与理论结果的对比：通过对比仿真分析与理论分析的结果，验证模型的有效性和准确性，也为未来改进高速冷滚打成形工艺提供了基础。 这篇论文通过对高速冷滚打成形金属流动的深入仿真分析，不仅揭示了金属流动的动态特性，还为优化冷滚打工艺提供了宝贵的科学依据，对于提升金属成形精度和效率具有重要的理论和实践意义。