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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 材料工程 » 工艺设计与开发 » H13热作模具钢 模具寿命预测
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戊辰boy

新虫 (初入文坛)

[求助] H13热作模具钢 模具寿命预测 已有2人参与

深孔件热成型时，凸模与高温坯料长时间接触及摩擦的作用，凸模（h13）的温度会急剧上升，往往超过模具钢的许用应力，发生塑性变形；即使不发生宏观的塑性变形，在模具急冷急热反复使用后，模具钢也会出现热疲劳裂纹，最终导致模具失效。对于深孔筒形件，往往将一次挤压过程分成多次进行，以提高凸模的寿命。但是怎么分？分成几次？目前尚无先例。希望得到前辈的指导。
       目前的主要思路：模具温度达到T℃时，模具所受等效应力为σ；T温度下材料的固有的屈服应力为σs，如果σs＞σ，就合格；
       问题1：T怎么取？目前使用Deform-3D进行锻件成形模拟，能得到瞬时的温度。但是塑性成形原理上有这样一段话“在塑性变形成型时，应力及温度分布都是不均匀的。有的质点将早一些进入塑性状态，这时整个物体并不定发生塑性变形。只有将整个物体或体内某些连通区域质点全部进入塑性状态，该物体或该物体内某些连通区才能开始塑性变形。”个人觉得瞬时温度不可靠，不具有代表性，误差较大。
       问题2：T如果取平均值，平均值应该怎么取？取算术平均值吗？
        目前查文献有学者认为平均值应该考虑设备，对于液压机其瞬时温度的平均值应该为Tm=(2Tmax+1.14Tmin)/π

[ Last edited by 戊辰boy on 2013-11-26 at 20:43 ]
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1楼 2013-11-26 17:07:36
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer
引用回帖:
3楼: Originally posted by 戊辰boy at 2013-11-28 09:00:32
我确实在研究过程中也有考虑“屈服区域大于一定面积”的情况。但是一旦考虑一定面积，问题会变的相对复杂。在实际操作中存在可执行性的问题，目前也没有找到合适的有限元软件。能否推荐一些软件或理论吗？...

抱歉，我的有限元知识还停留在十几年以前上学时的水平，对软件也不太了解，只知道deform可以做塑性变形问题，但我自己没有亲自做过，不敢议论。
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4楼2013-11-28 11:59:00
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
个人觉得，还是要用某点的瞬时温度进行判别该点是否进入屈服状态，但物体是否发生宏观变形还要看整体的情况。屈服一般先从应力最大的地方开始，若外力继续增加，屈服区域开始扩展，一旦屈服区域大于一定面积（这个扩展既是由于孤立区域扩展，也是由于相邻屈服区域联通后的合并，但不一定非要贯穿整个截面），则有可能发生塑形变形。这时的变形有可能是整体变形（贯穿整个截面时），也可能是局部变形（未贯穿整个截面时）。
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2楼2013-11-27 21:13:49
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戊辰boy

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
2楼: Originally posted by peterflyer at 2013-11-27 21:13:49
个人觉得，还是要用某点的瞬时温度进行判别该点是否进入屈服状态，但物体是否发生宏观变形还要看整体的情况。屈服一般先从应力最大的地方开始，若外力继续增加，屈服区域开始扩展，一旦屈服区域大于一定面积（这个扩 ...

我确实在研究过程中也有考虑“屈服区域大于一定面积”的情况。但是一旦考虑一定面积，问题会变的相对复杂。在实际操作中存在可执行性的问题，目前也没有找到合适的有限元软件。能否推荐一些软件或理论吗？
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3楼2013-11-28 09:00:32
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shulxx

新虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

凸模（h13）的温度 会急剧上升，往往超过模具钢的许用应 力，发生塑性变形 ？？
这是什么样的描述法呢？不要只单方面地看到模具软化，你怎么不看看材料在高温下变形抗力和强度等也会下降呢？若h13满足不了你的热成型钢对强度的要求，请换模具材料，而不是寄希望于多次成型，延长的加工时间来进行回复和再结晶，以削弱加工硬化。
再者，你若还要模拟，后处理中请用等效应力等值线表示结合mean principal分析，谢谢。

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5楼2013-12-09 00:06:23
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