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采用三维有限元软件DEFORM 3D对四锤头和两锤头径向热锻45钢台阶轴进行了数值模拟。依据等效塑性应变、平均应力和平均塑性应变在锻件中的分布,来研究锻透性。
结果表明:锻件中心的等效应变大于零。径向锻造锤头数目对锻件中心等效塑性应变的影响效果很相似。本文提出采用锻件中心平均应力来描述锻件内部的静水应力。采用两锤头锻造轴向拉打速度为2.5 m/mim和四锤头锻造轴向拉打速度为5m/mim时,锻件芯部的的平均应力均为负,其数值两锤头是为小。随着道次压下量的增加静水应力的数值也在增加,而在四锤头锻造时,较大的轴向拉打速度则更有益.在锻件表层之下存在压应变层,同时在锻件芯部存在拉应变状态。对一般四锤头锻造,随着累积压下量或者压下道次的增加,压应变层更深;而在两锤头锻造时,其趋势则相反。在径向锻造过程中锻件表面的温度上升:两锤头时约为50℃;四锤头时约为100℃,该结果与生产实际较为吻合。进一步讲,随着径向锻造锤头数目的增加,轴向拉打速度也增加,生产率也就增加。本研究的结果对相似锻造工艺的设计有一定的参考价值。