熱鍛模的循環(huán)應力分析與疲勞壽命預測.pdf

1、由于熱作模具工作環(huán)境十分惡劣，模具表面受到高溫以及溫度急劇變化產(chǎn)生的熱應力作用，使得模具壽命普遍較低；作為熱作模具的一種，熱鍛模工作時需要承受機械負荷和熱負荷的雙重作用，極易造成表面損傷失效。目前通常采用表面強化技術(shù)，選擇具有耐熱、耐磨、較高高溫強度的材料涂覆在熱鍛模表面，以此來提高模具壽命，堆焊則是制備多層金屬熱鍛模的有效方法。
　　目前熱鍛模壽命的預測主要是基于磨損和塑性變形的，而疲勞壽命的研究很少；本文采用應力壽命法，通過循

2、環(huán)應力和材料的S-N曲線來預測熱鍛模的疲勞壽命。由于熱鍛模工作過程中，溫度是不斷變化的，而材料的S-N曲線也會隨著溫度的變化而變化，因此傳統(tǒng)的方法是無法準確計算熱鍛模的疲勞壽命的，本文根據(jù)目前國內(nèi)外的相關(guān)研究，選擇了一種新的損傷分數(shù)模型來對熱鍛模的疲勞壽命進行預測，充分考慮了溫度的影響，且所需參數(shù)可以通過有限元分析和nsoft軟件獲得，使用較為簡單。
　　nsoft作為一款疲勞分析軟件，集成了多種疲勞壽命分析方法，因此本文通過CA

3、E技術(shù)和nsoft軟件相結(jié)合的方法來預測疲勞壽命。
　　本文采用deform軟件對齒坯熱模鍛過程進行數(shù)值模擬，分析模具的溫度和應力，獲得了危險點的溫度和循環(huán)應力數(shù)據(jù)；發(fā)現(xiàn)下模經(jīng)過10個工作循環(huán)后溫度和應力逐步達到穩(wěn)定狀態(tài)，危險點的溫度在10個循環(huán)過程中逐漸升高，而應力隨著溫度變化而逐漸減小。
　　多層金屬熱鍛模的模具溫度相比均質(zhì)模具略有降低，但是應力卻較大提高，經(jīng)過10個工作循環(huán)，危險點的最大應力比均質(zhì)模具要高372MPa，