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冷挤压模的预应力分析与设计在本研究中进行了预应力冷挤压模的应力分析和设计。包括模具插入件和应力环之间的接触压力的计算。 在这种方法中，弹性有限元法和拉梅的方程分别用于插入件和应力环的分析。采用刚性有限元法模拟了冷挤压过程。根据本方法的使用得到的结果进行收缩拟合和冷挤压的应力分析。根据一、双应力环模的干扰和直径比的变化，对最大有效应力进行了评价。在结果中，通过最大最小化的模具插入有效应力测定的干扰和直径。经过讨论提出设计和传统的设计之间的最大有效应力的比较。41562
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毕业论文关键词：冷挤压；接触压力；直径比；干扰；拉梅的方程；最大有效应力；预应力模具；叠加原理
1.介绍
冷锻模具的设计与分析方法是非常重要的，因为模具镶件受到很高的径向和周向应力。 对于许多冷锻的应用，如挤压和锻造，通过收缩应力环的模镶块是一种常见的做法，在工业上经常使用，以减少锻造模具的弹性变形和失效。
利用拉梅的厚壁圆筒理论方程[ 1 ]和[2-4]的一些假设的常规使用对冷锻模具设计预应力分析。因此有报道有[5—9]对有限元分析和设计中的有限元法进行分析和设计。
采用有限元法分析和设计预应力模具通常有两种方法。一是用拉梅的方程来确定模具的直径和干扰。 在这种方法中，在插入件和应力环之间的界面接触压力误差由于挤压期间的接触条件造成[5-7]。另一个是，在同一时间，通过使用有限元程序的能力，对非线性接触问题的模具插入和应力环进行分析。
本文提出了一种快速分析冷挤压模的方法，包括模具插入件和应力环之间的接触压力的计算。在这种方法中，弹性有限元法和拉梅的方程用于分别插入件和应力环的分析。为了进行分析和设计，冷挤压采用刚性有限元方法对过程进行了模拟。使用这方法得到结果，应力分析已进行了收缩拟合和冷挤压时。在本文中，最大有效应力进行了评估，根据不同的干扰和直径比的变化与一个和2个应力环。在结果中，通过最大最小化的模具插入有效应力测定的干扰和直径，根据最大有效应力之间的比较，对建议的设计和传统的设计进行了讨论。
2.预应力模具的应力分析方法
在这项研究中，预应力模具的应力分析的过程中，解释如下。
步骤1.用刚塑性有限元计算工件变形分析的节点力。
步骤2.工件与模具插入件间的节点力计算。
步骤3.模镶件上的模镶件与节点力的接触压力计算。
步骤4.用弹性有限元法分析了压模镶件的节点力和接触压力。
步骤5.用拉梅的方程计算接触压力应力环的应力。
这个分析过程被应用到一个简单的问题，如图1（1）。不考虑模具插入件和应力环之间的干扰。该模具插入材料是D2，弹性模量为208 GPa，泊松比为0.3。应力环的材料是钢，弹性模量为212 GPa，泊松比为0.3。摩擦系数？，是0.3的接口。图1（二）代表图1（1）的拟议模型。被称为“外部元件”的模件外直径的孵化元件被称为“外部元件”。在模型中，假设一个分层的应力环，如图1（乙）。被忽视的层状环之间的剪切应力。图1（c）显示，通过ANSYS的[ 10 ]为模具的分析有限元模型。应力环和镶件之间的接触的接触单元模拟（contact48 [ 10 ]）。
3.利用刚塑性有限元法分析正挤压过程
对正挤压成形分析，有限元代码的开发采用刚塑性有限元格式[11,12]。在分析中使用的工件材料被假定为完全退火AISI4340合金钢的应力应变关系和–如下[ 13 ]：
工件的初始直径为35.2毫米，高度为35.2毫米。面积减少50%。的摩擦剪切系数是0.1。模具的尺寸如图3 [ 5 ]。