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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