連續(xù)擠壓輪的應力分析和疲勞壽命研究.pdf

1、傳統(tǒng)擠壓方法為間歇式工作，存在能耗大、產品均勻性差等諸多問題。上世紀七十年代英國學者D.Green發(fā)明的連續(xù)擠壓成型技術，使擠壓的連續(xù)作業(yè)成為可能，該方法能夠有效提高材料利用率、降低能耗并提高產品質量。
　　擠壓輪是連續(xù)擠壓機中的重要部件，與槽封塊共同構成擠壓型腔。坯料喂入后，在擠壓輪摩擦力的帶動下沿型腔運動并逐漸發(fā)生變形，最終由?？讛D出。擠壓輪的工況惡劣，坯料與其摩擦導致接觸面溫度升高，并產生較高應力。擠壓輪的使用壽命制約著連續(xù)

2、擠壓技術的生產效率，提高擠壓輪的使用壽命能夠降低生產成本，提高效率，并產生巨大的經濟效益。
　　本文針對擠壓輪的使用壽命，通過試樣分析確定擠壓輪制備工藝的優(yōu)化方向，并應用ANSYS軟件進行有限元模擬，對擠壓輪的堆焊材質與堆焊層厚度對擠壓輪的影響進行了研究。
　　首先，對失效H13擠壓輪試樣進行測試，采用熒光光譜分析、光學金相顯微鏡、萬能電子試驗機等測試儀器，從化學成分、微觀組織、室溫及高溫力學性能等方面展開分析研究。測試結果

3、處于H13材質的正常范圍，說明擠壓輪失效與材料熔煉和擠壓輪制造加工的過程無關，確定了在輪槽部位進行堆焊的復合制造工藝優(yōu)化方向。
　　其次，對擠壓輪工作過程中的載荷進行簡化與計算，建立有限元模型，應用ANSYS對H13材質擠壓輪工作應力、變形及疲勞損傷情況進行模擬。結果顯示，擠壓輪工作時高應力與變形集中在擠壓輪工作區(qū)末端（擠壓型腔出口附近）。工作區(qū)與非工作區(qū)輪槽變形方向相反，輪槽底部受到交變載荷的作用，易形成疲勞開裂，與實際情況相符