轴承套圈反挤压成形参数的数值模拟
轴承钢内齿圈冷挤压模设计
轴承钢内齿圈冷挤压模设计杭州电子工业学院(浙江杭州310037)李沛同[摘要]轴承钢变形抗力大,用筒形坯料挤压内齿圈可减小变形程度、挤压成形力、模具弹性变形量、金属流动量及模具的磨损量,提高挤压成形的精度。
关键词冷挤压内齿圈轴承钢精度2级以内,使模具能达到要求的使用寿命。
(3)组合凹模外圈硬度应进行严格检查,硬度控制在38～42HRC ,如超过44HRC 则不能使用,否则会引起预应力凹模外圈开裂。
(4)组合凹模内圈底部平面应高出中、外圈底平面1～2mm (见图7),如做成等高平面,会造成使用过程中中、外圈相对内圈上移,影响模具使用功能。
(5)各层组合圈之间的配合面接触应大于75%以上,以保证模具良好的工作状态。
参考文献1湖南省锻压学会编.冲压工艺.长沙:湖南省科技出版社,1983.超越离合器上的单向轴承内齿圈的齿面是对数螺旋面,如图1所示,齿轮冷挤压后不再进行机加工,所以对挤压件的形状和尺寸精度要求较高。
采用冷挤压工艺加工对数螺旋内齿面是一种效率较高的加工方法,为了提高内圈寿命,齿圈材料采用GCr15。
由于GCr15含碳量高、变形抗力大,在冷挤压成形时挤压力很大,模具的磨损和弹性变形较大,因此不利于形状和尺寸精度控制。
通过分析内齿圈的挤压工艺,提出了通过减小挤压力及金属流动和提高模具刚度来减小模具的磨损和弹性变形量,以达到提高挤压精度的目的。
图1单向轴承内齿圈——————————————————————收稿日期:1999年1月29日1模具结构及凸、凹模设计模具设计时主要考虑减小变形程度和变形抗力,使模具的弹性变形量变小,减缓金属流动,成形时产生的热量少,则模具的磨损小。
为此把坯料预先加工成筒形,模具结构如图2所示,这种反挤压成形的特点是凸模底部没有金属变形和流动,所以变形力小,金属流动不激烈,有利于提高挤压精度。
图2模具结构1.压套2.镶套3.凸模4.坯料1.1凸模设计凸模成形部分是挤压成形的关键,承受着全部变形力,摩擦力大,为此把凸模成形部分设计成镶拼式,材料选用W18Cr4V ,结构见图3。
拖钩套筒复合冷挤压数值模拟与毛坯优化
拖钩套筒复合冷挤压数值模拟与毛坯优化蔡冬梅;张焕莲;王强;孔德军【摘要】将挤压模具视为刚体，采用有限元分析软件MARC，对拖钩套筒零件进行了冷挤压过程的数值模拟计算。
根据各主要阶段等效应力及等效应变的分布，总结了挤压过程中金属材料塑性流动的规律。
以最大挤压力为目标，对毛坯的尺寸进行了优化，为挤压工艺的改善提供了依据。
根据计算结果，得出了挤压完成后零件所受最大主应力数值及其分布规律，为后期模具强度的研究奠定了基础。
%Taking the extrusion die as a rigid body, cold extrusion of a towing hook sleeve was numerically simulated using the finite element software MARC. The law of plastic flow of metallic materials in the extrusion was found out based on the distribution of the equivalent stress and equivalent strain. And the size of the blank was optimized taking the maximum extrusion force as objective. The maximum principal stress and its distribution law of the part after extrusion was obtained in order to study the mould strength in the cold extrusion.【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】5页(P7-10,29)【关键词】冷挤压;有限元数值模拟;塑性变形;毛坯优化【作者】蔡冬梅;张焕莲;王强;孔德军【作者单位】济南大学机械工程学院,济南250022;重庆五九精密锻压有限责任公司,重庆400039;济南大学机械工程学院,济南250022;山东天力干燥股份有限公司,济南250014【正文语种】中文【中图分类】TG376.3冷挤压时毛坯在模具的约束下受三向压应力而发生强烈的塑性变形，经挤压后金属材料的晶粒组织细小而密实，流线分布合理，零件的强度大为提高，且精度较高，是一种高精、高效、优质、低耗的先进工艺技术，因此广泛应用于形状复杂，技术要求较高的中小型锻件的规模化生产中［1］。
本科毕业论文---十字轴轴套反挤压模具设计与数值模拟
1前言1.1国内外研究现状近几年来，冷挤压技术是各行各业得到迅速发展的新工艺之一，也是零件加工的重要手段。
与常规模锻工艺相比, 冷挤压工艺可以节材30% -50%,节能40%-80% , 而且能够提高锻件质量, 改善作业环境。
二战以后, 冷挤压技术在国外工业发达国家的汽车、摩托车、家用电器等行业得到了广泛的发展应用, 而新型挤压材料、模具新钢种和大吨位压力机的出现, 更拓展了其发展空间。
日本80 年代自称,其轿车生产中以锻造工艺方法生产的零件, 有30%- 40%是采用冷锻工艺生产的, 近年来生产的新型轿车则每车平均使用42kg的冷锻件。
美国等国家的轿车生产中, 每车平均使用40kg 的冷锻件。
随着科技的进步和汽车、摩托车、家用电器等行业对产品技术要求的不断提高, 冷锻生产工艺技术已逐渐成为中小锻件精化生产的发展方向[1]。
对于大多数的工程技术问题，由于物体的几何形状比较复杂或者问题的某些特征是非线性的，则很少有解析解。
这类问题的解决通常有两种途径：一是引入简化假设，将方程和边界条件简化为能够处理的问题，从而得到它的简化状态的解。
这种方法只在有限的情况下是可行的，因为过多的简化将可能导致不正确的甚至错误的解。
此外，传统的模具设计方法在很大程度上依赖于设计者得经验和技巧，模具设计费时、加工周期长，对设计中产生的问题只能靠试模后的修正，且返工费时花费大。
因此，人们在广泛吸收现代数学、力学理论的基础上，借助于现代科学技术的产物—计算机来获得满足工程要求的数值解，这就是数值模拟技术[2]。
近年来，随着计算机硬件、软件技术的飞速发展和对材料成型过程物理规律研究的深入，材料成形过程有限元模拟技术取得了很大的进展。
Clough教授于1960年发表的著名论文The finite element method in plane stress analysis.中首次提出有限元这一名词。
在P.V. Marcal和I.P. King提出弹塑性有限元法后,日本学者Yamada首先将弹塑性有限元法用于筒形件拉深成形的仿真；Hibbit和Hill在有限变形理论基础上采用Lagrange描述建立了大变形弹塑性有限元方程, 随后McMeeking采用Euler理论建立了大变形弹塑性有限元方程, 完善了大变形弹塑性理论。
基于数值模拟的轴承端盖温挤压成形工艺研究
基于数值模拟的轴承端盖温挤压成形工艺研究传统的轴承端盖加工，材料浪费严重、效率低下；而温挤压成形能够节约原材料，提高零件的效率和精度。
利用Deform-3D软件进行数值模拟，改变工艺参数，对比分析速度场、温度场以及损伤因子等变化情况，进而优选出轴承端盖温挤压成形工艺参数。
标签：数值模拟；温挤压成形；模具设计；deform-3D轴承端盖的主要作用并不是支撑，而是轴承外圈的轴向定位和防尘﹑密封；此外，还常常和密封件配合来达到其它结构密封的作用。
在传统的轴承端盖加工过程中，材料浪费严重，效率低下；而温挤压成形则能节约原材料，提高零件的效率和精度。
本文以軸承端盖作为研究对象，根据轴承端盖的几何形状和材料性能要求，分析温挤压成形工艺方案，并且利用Deform-3D软件进行数值模拟，进而优化工艺参数，为端盖类零件的实际生产加工提供了一种优质、高效、低成本的成形工艺[1]。
1 成形工艺流程方案确定由于轴承端盖在温度比较高的情况下容易发生变形，因此为了保证在使用过程中所需要的刚度及其强度，此零件材料选用45#钢。
45#钢属于优质碳素结构钢，强度较高、刚性好，其成分和力学性能如表1所示。
根据轴承端盖几何形状的复杂程度和材料性能，初步拟定成形工艺流程方案为：剪切下料→软化热处理→磷化+皂化润滑→正挤压→整形。
依据此方案，使用有限元的模拟软件Deform-3D对其成形过程进行模拟分析研究[2]。
2 毛坯尺寸确定轴承端盖零件的尺寸如图1所示。
通过零件图计算出零件的体积。
为保证轴承端盖的精度，挤压之后往往需要再进行切削加工，因此在计算毛坯体积的时候往往需要留出加工余量，即算上加工余量的體积。
由于零件高度为12 mm，查文献[3]可知加工余量h=2 mm，由此可以获得锻件图如图2所示。
为了方便毛坯顺利放入凹模中，则毛坯直径取d=42.8 mm。
由锻件体积可推算坯料高度h1=11.8 mm[4]。
最后得到的坯料尺寸如图3所示。
轴承套圈锻件热变形收缩系数的应用
数为：
ＧＣｒ１５： λ ＝１．３４×１０－５ ＋１．９８×－９ Ｔ
（１４）
ＧＳｉＭｎＶ： λ ＝１．２９×１０－５ ＋１．９４×１０－９ Ｔ （１５）
ＧＳｉＭｎＭｏＶ： λ ＝１．０３×１０－５ ＋１．２６×１０－９ Ｔ
（１６）
式中：Ｔ 表示温度 （℃）。
表１ 轴承钢不同温度下的线膨胀系数λ×１０－６ （ｍｍ· （ｍｍ·℃）－１） Ｔａｂｌｅ １ Ｌｉｎｅａｒ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｂｅａｒｉｎｇ ｓｔｅｅｌλ×１０－６ （ｍｍ· （ｍｍ·℃）－１）
５８ ２４９．２ ２４９．１ ２４９．１ ２４９．０ １９７ ２４９．６ ２４９．７ ２４９．６ ２４９．５ ２９１ ２５０ ２５０．１ ２５０．０ ２４９．８ ３８８ ２５０．５ ２５０．５ ２５０．４ ２５０．２ ４４４ ２５０．９ ２５０．７ ２５０．７ ２５０．４ ７５６ ２５２ ２５２．１ ２５２．０ ２５１．６
烄ｂ
＝
ｎ∑ｘｙ － ∑ｘ∑ｙ ｎ∑ｘ２ － （∑ｘ）２
＝
ｘｙ
－ｘ珚·ｙ珔 σ２
烅
（７）
ａ＝ 烆
∑ｎｙ －ｂ
∑ｘ
ｎ
＝ｙ珔－ｂｘ珚
２６
锻 压 技 术
第 ３８ 卷
槡 式中：ｘｙ ＝ ∑ｎｘｙ；δ＝ ∑（ｘｎ－ｘ珔）２；ｎ为样本容量。
按照上式，借助于数理统计原理及计算机电子 表格辅助技术，即可对轴承套圈某尺寸随温度变化 的数据进行 回 归 分 析， 求 出 ａ 和ｂ， 然 后 确 定 该 尺 寸的热变形收缩系数：
λＤ
＝
ｂＤ ａＤ
（８）
λｄ
＝
ｂｄ ａｄ
（９）
λＢ
＝
轴承套圈反挤压成形参数的数值模拟
图３ 成形冲头的载荷 行程曲线 Ｆｉｇ．３ Ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｐｕｎｃｈ ｌｏａｄ ａｎｄ ｓｔｒｏｋｅ
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎｔｉ－ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｆｏｒｍｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｆｏｒ ｂｅａｒｉｎｇ ｒｉｎｇ
ＳＵＮ Ｌｉ－ｃａｉ，ＨＡＯ Ｘｕｅ－ｌｉｎｇ （Ｌｕｏｙａｎｇ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｎｇ ４７１００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｍｏｌｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｄｅｆｅｃｔｓ，ｓｔｒｅｓｓ，ｓｔｒａｉｎ ａｎｄ ｌｏａｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｎｔｉ－ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｂｅａｒｉｎｇ ｒｉｎｇ ｗｅｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔａｋｉｎｇ ａ ｍｏｄｅｌ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，Ｄｅｆｏｒｍ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｒｅｌａｔｉｏｎ－ ｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｕｎｃｈ ｃｈａｍｆｅｒｓ，ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｅｓ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ｃｏｒｅ ａｎｄ ｐｕｎｃｈ ｌｏａｄ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉ－ ｃａｔｅ ｔｈａｔ ｐｕｎｃｈ ｌｏａｄ ｃａｎ ｏｂｔａｉｎ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ ｖａｌｕｅ ｗｈｅｎ ｃｈａｍｆｅｒ ｉｓ ｏｆ ４ｍｍ ａｎｄ ｃａｎ ｂｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ｃｏｒｅ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ７．５ ｍｍ．Ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｕｓｉｎｇ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｍｏｌｄ ｃａｎ ｇｅｔ ａ ｇｏｏｄ ｆｏｒｇｉｎｇｓ，ｓｏ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｍｏｌｄ ｄｅｓｉｇｎ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｍｏｒｅ ｕｓｅｆｕｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｅａｓｙ ｔｏ ｈａｖｅ ｆｏｒｇｉｎｇ ｃｒａｃｋｓ ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｅａｒｉｎｇｓ；Ｄｅｆｏｒｍ；ａｎｔｉ－ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ；ｍｏｌｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
转向轴承套圈温锻成形工艺的有限元模拟
转向轴承套圈温锻成形工艺的有限元模拟1. 绪论1.1 研究背景和意义1.2 国内外研究现状1.3 本文研究内容和方法2. 有限元模拟的理论基础2.1 有限元方法概述2.2 模型建立及材料参数的获取2.3 成形工艺参数的分析和模拟3. 转向轴承套圈温锻成形工艺的模拟3.1 工艺参数及流程设计3.2 工件准备和后续处理3.3 模拟结果分析4. 成形工艺参数对于套圈成形质量的影响分析4.1 成形质量评估指标4.2 工艺参数对成形质量的敏感性研究4.3 工艺参数优化5. 结论与展望5.1 结论总结5.2 研究不足和展望5.3 应用与推广前景第一章绪论1.1 研究背景和意义转向轴承是一种常见的机械零件，常用于汽车、工程机械等领域。
作为车辆的重要组成部分，轴承的品质直接关系到整车的安全性、耐久性和使用寿命。
目前，国内外许多研究机构都在探索如何在制造过程中提升轴承质量和生产效率。
套圈是转向轴承的一个重要组成部分，通过成形工艺可以获得韧性和硬度均衡性好的产品，而且工艺精度高、尺寸精度稳定。
目前国内许多轴承制造工厂使用的套圈材料多为高碳钢铁或合金钢。
这两种材料需要经过热处理，才能减少因为材料锻造和加工造成的残余应力。
热处理所需要时间长、成本高，可能导致套圈未能完全满足工艺规范，故加工后品质不佳，对于后续工序也会产生一定影响，增加生产成本，损失比较严重。
因此，如何通过改进材料及成形工艺制造出高质量的套圈，不仅能带来降低制造成本和提升产品品质的效益，也可以在一定程度上持续推动整个工业的升级改进。
1.2 国内外研究现状目前，关于套圈制造的研究主要聚焦在如何提高制造效率、降低生产成本、提高工艺精度这几个方面。
国内外的研究机构也对套圈的制造过程进行了广泛的探讨和研究。
在热锻方面，研究人员主要是通过优化成形参数，来改善材料的力学性能和微观结构。
例如，在套圈的制造工艺中，研究人员通过在高温下锻造不同材质的材料，并采用不同的成形方式，以获得最佳的力学性能和微观结构。
滚珠轴承套圈冷辗扩成形过程的数值模拟研究
环 件 冷 辗 过 程 具 有 三 维 变 形 、连 续 渐 变 、 非 对
称 、 变 、 稳 态 等 特 点 ， 形 中 存 在 几 何 、 理 和 边 时 非 成 物 界 条 件 的 多 重 非 线 性 ，是 一 个 多 参 数 耦 合 交 互
限 元 法 已 经 成 为 研 究 各 种 金 属 塑 性 成 形 过 程 的 一 种
２
环 类 零 件 的 冷 辗 扩 成 形
环 件 的 冷 辗 扩 是 常 温 下 环 件 在 驱 动 辊 的 作 用
ｆ
－ ， 过 驱 动 辊 与 芯 辊 构 成 的 孔 型 ， 环 件 产 生 壁 厚 Ｖ 通 使
的复杂 变 形过 程 ，现有 的辗 扩理论 很 难对 环件
Ｄ５ － ０ 通 用 辗 环 机 上 开 发 出 了 Ｅ ４ 汽 车 差 速 １－ ０ ４ Ｑ１ ０
器 从 动 螺 旋 齿 轮 锻 件 辗 扩 成 形 Ｓ 艺 ； 良 刚 【１ 于 Ｉ Ｌ 郭 。基 ０ Ａｂ ｑ ｓ软 件 环 境 ， 立 了 铝 合 金 环 件 的 冷 辗 扩 成 形 ａｕ 建
辊 沿 一 定 的 轨 迹 运 动 ， 环 件 起 定 ，－ 防 振 作 用 。 对 Ｌ与
驱 动 导 向辊 芯 辊 工 件
强 有 力 手 段 。通 过 数 值 模 拟 可 以 定 量 研 究 材 料 的 流 动 和相 关 场 量 的分 布 以 及 其 随成 形 过 程 变 化 的规 律 。 它 对 于 掌 握 成 形 的 变 形 机 理 、合 理 确 定 成 形 ５ １ ２ 艺 、 证模 具设 计 的合 理性 等 具有 重 要 的指导 作用 。 保 国 内 外 众 多 学 者 进 行 了 环 件 轧 制 成 形 工 艺 以 及 数 值 模 拟 方 面 的 相 关 研 。］ 目 前 对 环 件 的 辗 扩 成 －。 ７
海洋工程轴承的数值模拟与优化设计
海洋工程轴承的数值模拟与优化设计海洋工程轴承作为关键的核心部件，在海洋工程领域扮演着不可忽视的角色。
对于海洋平台、海底管道和潜水器等设备而言，轴承的正常运行对于整个系统的安全和可靠性至关重要。
因此，准确地进行海洋工程轴承的数值模拟与优化设计是提高其性能和使用寿命的关键。
数值模拟是一种有效且经济的方法，用于预测轴承的性能和分析其内部工作机理。
通过数值模拟，可以分析轴承在不同负载、转速和工况下的受力情况，并且预测其寿命和失效模式。
同时，数值模拟还可以帮助优化设计，通过改变轴承的材料、几何形状和润滑方式，以提高其性能。
首先，对于海洋工程轴承的数值模拟，必须建立准确的数学模型。
这包括轴承内部的几何形状、材料特性以及工作条件等方面的参数。
同时，需要根据实际的工作环境，考虑到轴承受到的载荷、转速和温度等因素的影响。
通过使用有限元法等数值方法，可以将复杂的轴承结构分解成简单的元素，并对其进行离散化处理，以便解决数学模型。
在数值模拟中，润滑是一个重要的考虑因素。
海洋工程轴承常常工作在恶劣的环境中，如高湿度、高盐度和高腐蚀性等，因此选择合适的润滑方式是非常关键的。
数值模拟可以帮助模拟润滑剂在轴承内部的分布和流动情况，并预测润滑剂对轴承性能的影响。
通过优化润滑方式和润滑剂的选择，可以减小轴承的摩擦和磨损，提高其寿命。
另外，数值模拟还可以应用于轴承的疲劳寿命预测。
海洋工程轴承由于长期受到海水侵蚀和复杂工况的影响，容易出现疲劳失效。
通过数值模拟，可以预测轴承受到的载荷和转速变化对其疲劳寿命的影响，并优化轴承的设计参数以延长其使用寿命。
除了数值模拟，优化设计是海洋工程轴承的另一个重要问题。
通过数值模拟得到的数据可以为优化设计提供重要的依据。
对于轴承的优化设计，可以采用多种方法，如形状优化、材料优化和润滑优化等。
形状优化可以通过改变轴承的几何形状来提高其承载能力和刚度；材料优化可以通过选择合适的材料来提高轴承的抗腐蚀性和疲劳寿命；润滑优化可以通过改变润滑方式和润滑剂的选择来减小摩擦和磨损。
基于正交试验的轴承端盖的挤压特性分析及工艺参数研究
多，占亮等利用正交试验法研究曲轴热锻模具的
不同因素对模具磨损量的变化趋势［５］；张学奇等
利用正交试验以坯料的初始温度，模具的初始温
度打击速度和模具的硬度作为影响因素，观察
模具磨损和成形载荷的问题，效果较好． ［６］为保
证轴承端盖在挤压过程中低成本高质量的生 产要求，本文以轴承端盖作为研究对象，根据轴
３０
１ １ 毛坯的确定
由图 １ 可 计 算 出 挤 压 件 的 体 积 Ｖｐ ＝
７ ４０９ ３３７ ｍｍ３． 为了保证端面的平面度，通过查
表在高度方向留的修边余量［７］大小为 Δｈ ＝２ ５ ； ｍｍ
修边余量的体积 ＶＸ ＝ ５００ ６９１ ｍｍ３． 坯料体积通
第 ３０ 卷 第 ５ 期 年 月 ２０１８ １０
北方工业大学学报
Ｊ． ＮＯＲＴＨ ＣＨＩＮＡ ＵＮＩＶ． ＯＦ ＴＥＣＨ．
Ｖｏｌ． ３０ Ｎｏ． ５ Ｏｃｔ． ２０１８
基于正交试验的轴承端盖的挤压特性分析及 工艺参数研究
王培安１ 吴淑芳１ 郭欢欢１ 苗润忠２
（１． 长春理工大学机电工程学院，１３００２２，长春；２． 长春理工大学生命科学技术学院，１３００２２，长春）
轴承端盖零件数值模拟分析时，必须要确定 轴承端盖零件在模拟过程中的参数参数，其模拟 参数值如表 １ 所示．
表 １ 轴承端盖的模拟参数
物体 材料
网数格目
摩因擦数
温初度始／
℃
（ｍ速成ｍ·度形ｓ －／ １）
硬度 ／
ＨＲＣ
坯料 ＡＩＳＩ１０４５ ５１ ６７６ ０ １ ７５０
－
－
凹模 ＡＩＳＩＨＩ３ ２８ １６７ ０ １ －
图 １ 轴承端盖挤压件尺寸（单位：ｍｍ）
轴承套圈锻造工艺过程数值模拟研究
（ ０ ９ ０ ２ １０ ３ ） １
参磊 …
热
５ ９
２ Ｎ ０ ｋ 液压支架内加载整架试验台 ００ ０ 液压系统的设计
阳泉煤 业集 团华 越机械有 限公 司 （ 山西 ０ ５ ０ ） 郝铁栓 ４ ０ ８ 李跃 军
随着 国内各大煤业集团煤炭产量的逐年提升 ，
采 煤工 作 面 机 电装 备 的 配 置也 相继 达 到 了国 际先 进
二 、上乙以进 三 、工艺改进
针 对上 述成 形 工艺 （ 见 图 １ ）特 点 ，结 合轴 承 生 产 ２
大 ，对设备及模具要求较高 。
通过 对工 艺 进 一 步 改进 提 出旋 压方 式 成 形 轴承
套 圈，该成形工艺设备简单 可以提高生产效率和
成 形 质 量 。ＭＷ
实际 ，现采用旋 压方式 成形
升至 所 需 的 高度 ，并 用卡 环 将 其 固定 ，然后 加 载 ，
即 可对 液 压 支架 完 成 一 系列 相 关 型式 试 验及 出厂 压 架试 验 。
在对液压支架进行内加载试验时 ，将不 同形状
的试 验 垫 块 ，放 置 在 支架 顶 梁 或底 座 的 规定 位 置 上 模拟 工 况 。然 后 将 支架 在 试 验 台的 工 作 台和 上 梁 之
司 机 电装 备 制造 、修 理和 试 验 的核 心 单 位 ，是 否 拥
／支 有高性能的制造设备和试验设备 ，直接决定着公司 。 支 架 设 定 在 ２３ 护 高 度 上 ，通 过 油 压 控 制 系 统 ， 以 油液 为 动 力 ，操 作 电 磁 阀控 制 升 降缸 ，使移 动 梁 生产制造和维修试验的能力水平及制修质量 。
半球截面轴承套锻件辗轧成形工艺的优化与模拟
半球截面轴承套锻件辗轧成形工艺的优化与模拟戴玉同;钱喜根;陈洪【摘要】本文提出圆柱形芯辊预扩孔+半球截面芯辊辗扩一次成形工艺，并采用DEFORM-3D有限元软件对该工艺进行模拟。
结果表明：锻件在辗轧过程中载荷平稳，变形均匀。
生产实践证明，采用该工艺可有效提高产品的质量及合格率。
%This paper puts forward the cylindrical roller core reaming and hemisphere section roller core rolling forming process, and using the DEFORM-3D finite element soft to simulate the process, and the results show that the load is smooth and deformation is uniform duringrolling .The production practice shows that the quality of the products and the qualified rate are improved effectively by using the process .【期刊名称】《大型铸锻件》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】4页(P22-24,29)【关键词】轴承套;辗扩;有限元模拟【作者】戴玉同;钱喜根;陈洪【作者单位】张家港海陆环形锻件有限公司，江苏215600;江苏大学材料科学与工程学院，江苏212013;江苏大学材料科学与工程学院，江苏212013【正文语种】中文【中图分类】O242.21大型半球截面轴承套是滚珠轴承的典型零件，传统的加工工艺为：下料→锻造→辗扩成矩形坯→热处理→车削沟槽。
此工艺不仅繁琐，而且浪费原料，还破坏了半球环槽金属纤维的连续性，降低力学性能[1]。
超声滚挤压轴承套圈表面残余应力预测模型建立
No.4Apr.2021第4期2021年4月组合机床与自动化加工技术Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique文章编号：1001 -2265(2021)04 -0061 -04DOI : 10.13462/j. .nki. mmtamt. 2021.04. 015超声滚挤压轴承套圈表面残余应力预测模型建立!刘志飞1!$,王晓强1!$，朱其萍1>2，王排岗1!$,刘立波1!$(1.河南科技大学机电工程学院，河南洛阳471003 ； 2.机械装备先进制造河南省协同创新中心，河南洛阳471003)摘要：为实现对超声滚挤压轴承套圈表面残余应力的合理预测，以轴承套圈为研究对象，进行正交 试验设计，分别建立了残余应力与各加工参数之间的传统BP 神经网络、改进BP 神经网络和遗传 算法优化BP 神经网络(GA--P )数学预测模型。
通过对三种预测模型进行对比分析，结果表明，轴 承套圈表面残余应力预测模型预测精度由高到低依次是GA 刀P 、改进BP 神经网络预测模型、传统BP 神经网络预测模型；且GA--P /建立的轴承套圈表面残余应力的预测模型的平均误差控制在 2.58%，因此该预测模型可以进行不同参数下电轴承套圈表面残余应力的预测。
关键词：超声滚挤压;表面残余应力；轴承套圈；预测模型中图分类号:TH16；TG65 文献标识码:AEeablUhmeet and Contrastive Analysis of Prediction Model of Residual Stress on tUe Surfacc ofUltrasonic Rolling Extrusion of Wind Power Bearing Ring MaterialLIU Zhi-fei 1'2 ,WANG Xiac-qiang 1'2 ,ZHU Qi-ping 1 (2 ,WANG Pai-ang 2 ,LIU Li-bc 1(2(1. Colleac of Mechanicai and Electwcai Engineering , Henan University of Science and Technology , Lucy-ang Henan 471003 , China ； 2. Collaborative Innoetion Center of Adranced Manufacturing of Mechanicai E-quigment , Luoyang Henan 471003 , China )Absrracr # To eeaieeeeasonab epeedichion ofeesidua.shee s on hhesuefaceofu heasonicbuenishing beaeingrings , thit paper designed an orthogonal test with bearing ring as the subject , and buit the mathematical predictive models of the traditional BP neural nework , the improved BP neural nework , and the genetic aigorithm-optimized BP neural network (GA-BP) between residual stress and each processing parameter respectively. According to analysit of thess three predictive models , the precision of such modSs of thesurfacc residual stress of bearing rings was in turn : GA-BP , the improved BP neural network prediction mode., and hheheadihiona.BPmode.In addihion , hheaveeagee e oeofhhepeedichivemode.buihby GA- BP was controlled within 2. 58% . Therefore , the model was applicable to prediction of the sueacc residual she s ofb)aeing eings.Key wors ： ultrasonic roll extrusion ； surfaca residual stress ； bearing ring ； prediction model0引言轴承作为机械设备的核心元件，其套圈性能和寿 命显得尤为重要。
汽车轮毂轴管复合挤压成形数值模拟与试验研究
万方数据 万方数据第６期王志奎：汽车轮毂轴管复合挤压成形数值模拟与试验研究６９图３镦挤成形初始模型１一冲头；２－上模；３－坯料；４－下模Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｍｏｄｅｌｏｆｈｅａｄｉｎｇｅｘｔｒｕｓｉｏｎ图４复合挤压成形过程不意图ａ）镦挤成形过程；ｂ）反挤压成形过程Ｆｉｇ．４Ｓｋｅｔｃｈｍａｐｏｆｃｏｍｂｉｎｅｄｅｘｔｒｕｓｉｏｎｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ为２００００个四面体单元，摩擦系数为０．３，热传导系数为１１，模拟工件材料为４５号钢，模具材料是５ＣｒＮｉＭｏ。
反挤内孔模拟参数：下模反挤压速度为１５０ｍｍ／ｓ，模具预热温度２６０℃，工件温度由正挤压过程的结果得到。
摩擦系数为０．３，热传导系数取１１，模拟工件材料为４５号钢，模具材料为５ＣｒＮｉＭｏ。
由图４可看出，复合镦挤成形时坯料在上、下模和冲头作用下，零件以镦粗方式成形。
由于冲头的压人，在封闭的模腔内，零件产生轴向变形，内弧形及部分内孔被挤出，坯料高度增加，由于内弧形一次成形，冲孑Ｌ冲头较短，因而能确保在终锻时能够获得成形饱满、无折叠及壁厚差小的优质锻件。
由于镦挤成形已将法兰及定位部分压出，故镦挤后的坯料能在凹模内得到很好的定位。
同时由于内孑Ｌ已部分成形，成形后的部分内孑Ｌ对反挤凸模具有导向作用，因而有利于减少壁厚差的产生。
反挤时，坯料在反挤压凸模的作用下产生轴向变形，金属在规定的环状间隙中向上流动，坯料高度增加形成深孔。
由图５复合挤压成形过程负载曲线可看出，反挤成形不仅可以减少前一道镦挤工序的成形难度和变形抗力，同时保证了镦挤后获得无折叠、裂纹和其他缺陷的优质锻件，而且也有利于减少镦挤模具的磨损，提高镦挤模具的使用寿命，而最后反挤成形过程所需压力较传统一次成形所需压力大幅度减小，所需成形压力机吨位就降低许多。
时间，ｓａ图５复合挤压成形过程负载曲线ａ）镦挤成形负载曲线；ｂ）反挤成形负载曲线Ｆｉｇ．５Ｔｈｅｌｏａｄｃｕｒｖｅｏｆｃｏｍｂｉｎｅｄｅｘｔｒｕｓｉｏｎｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ３模拟结果及分析在复合挤压成形模拟分析中，重点分析轴管热挤压成形工艺中最为关键的镦挤成形和反挤内孔两道工序，深入探讨了复合成形过程中金属流动规律及温度、摩擦系数、挤压速度在复合成形过程中的影响。
自润滑关节轴承二次挤压装配的有限元仿真分析_张瑞芬
等： 自润滑关节轴承二次挤压装配的有限元仿真和 AN因数对挤压力的影响。 文献［ SYS 软件分析了关节轴承的挤压成形。 文献［ 7－ 8］ 针对内、 外圈间隙分布不均问题， 用有限元方法 对关节轴承一次挤压装配成形进行了分析， 并用 9］ 虚拟正交试验分析了挤压参数的影响。 文献［ 对关节轴承挤压装配过程中的二次挤压装配过程 进行了数值模拟， 并对工艺进行了改进。 目前尚未发现考虑衬垫变形的自润滑关节轴 承有限元模拟分析。 因此， 针对实际挤压大型自 润滑关节轴承无法估计其变形机理的现状， 采用 第 1 次成形→回弹计算 → 第 2 次成形 → 回弹计算 的方法对大型自润滑关节轴承的挤压成形过程进 行数值模拟。分析挤压过程中挤压力的作用、 应力 分布、 等效塑性应变分布、 内外圈接触应力分布及 外圈回弹量分布等， 以深入了解自润滑关节轴承挤 压装配过程中的变形机理， 为大型自润滑关节轴承 挤压装配的模具及工装设计提供理论基础。
内球面外圈 自润滑关节轴承由外球面内圈、 ， 和粘结在外圈内表面的衬垫组成 其耐冲击、 免维 护、 自润滑、 安全可靠且寿命长， 在机械工程等领 ［1 － 2 ］ 。大型自润滑关节轴承的装配方 域应用广泛 式主要有开缝成形和冷挤压成形 （ 合套挤压 ） ， 开 缝成形方法会由于受力不均而使外圈产生变形，
故开缝型自润 且容易破坏衬垫和内圈的外表面， 滑关节轴承寿命和可靠性较低。 冷挤压成形的自 润滑关节轴承无缝且受力均匀， 承载能力和可靠 ［3 ］ 性更高 。 目前已经有部分学者对关节轴承的挤压成形 1］ 进行了分析。文献［ 利用有限元方法对关节轴 承的双边收口成形和单边收口成形进行了数值模 4］ 拟， 并分析了双边收口成形的优点。 文献［ 对关 节轴承一次挤压成形进行了仿真分析， 其研究结 果表明， 轴承挤压成形的二维轴对称模型模拟结 5］分析了关 果与三维模型模拟结果相近。 文献［ 节轴承挤压过程中可能出现的缺陷， 并得到摩擦
基于正交试验、BP神经网络和遗传算法的冷挤压模具优化设计方法
基于正交试验、BP神经网络和遗传算法的冷挤压模具优化设计方法杨庆华;占伟涛;吴海伟;王志恒;鲍官军【摘要】以桑塔纳L45449汽车轮毂轴承内圈为例,建立汽车轮毂轴承内圈冷挤压模具简化模型,运用Deform-3D软件对零件成形过程进行仿真,对挤压过程中的行程载荷和模具磨损进行分析,并据此给出模具优化设计约束条件和优化目标,提出了一套结合正交实验法、BP人工神经网络和遗传算法的模具优化设计方法,对冷挤压汽车轮毂轴承内圈模具进行优化,并对优化结果进行有限元验证.结果表明:优化结果与仿真分析结果相近,最大行程载荷相对误差为4.55％,凹模磨损量绝对误差为0.06 μm,提出的优化设计方法能有效缩短模具设计周期,降低模具制造成本.【期刊名称】《浙江工业大学学报》【年(卷),期】2015(043)003【总页数】6页(P251-256)【关键词】冷挤压;轴承内圈;有限元;正交实验;遗传算法【作者】杨庆华;占伟涛;吴海伟;王志恒;鲍官军【作者单位】浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室,浙江杭州310014;浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室,浙江杭州310014;浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室,浙江杭州310014;浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室,浙江杭州310014;浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室,浙江杭州310014【正文语种】中文【中图分类】TG376.3冷挤压技术中，模具设计的好坏直接关系到挤压设备的选择、模具寿命、生产成本等[1].近年来，随着计算机技术的发展，有限元技术在模具设计中得到了广泛的应用，运用有限元分析软件，能有效缩短模具设计制造周期、降低成本、减少能耗、提高制造精度等[2-3].如WANG Huajun等利用三维刚塑性有限元理论，对汽车主减速器螺旋锥齿轮精密锻造过程进行了模拟，得到了具有完整齿形和金属流动过程的锻造零件模型[4],张剑寒等[5]采用数值模拟方法对轴承钢球冷挤压工艺做了研究，并对其模具进行了优化.虽然利用有限元技术可以达到模具优化设计的目的，但仍属于多次试凑法，需要耗费大量机时，目前，对于模具优化设计国内外大多学者采用数值模拟技术与优化方法相结合的方法.例如，Kim等[6-7]最早提出将人工神经网络应用于金属成形过程；刘汉武等[8]结合有限元法、人工神经网络与遗传算法对生产方管铝型材的挤压模具进行强度校核与结构优化；邹琳等[9-10]提出一种集有限元模拟、多种群并行遗传算法、BP神经网络为一体的挤压模具优化模型，实现了优化迭代过程中个体适应度值的实时求解等.笔者以桑塔纳L45449汽车轮毂轴承内圈为例，提出了一套结合正交实验法、BP人工神经网络和遗传算法的模具优化设计方法，通过这种协同优化设计，将有限元模拟技术相对独立于优化过程，不直接参与优化，仅仅为神经网络提供训练样本，以及对优化结果进行验证，避免了传统优化方法消耗大量机时的缺陷.L45449轴承尺寸及内圈形状如图1所示.以内圈形状为基础，考虑最终切削加工所需的余量，设计冷挤压成形件和坯料尺寸，根据坯料设计冲头、凹模，如图2所示.采用Proe三维建模软件建立凹模、冲头和坯料的简易模型，并导入Deform-3D 有限元分析软件的前处理器，考虑到模型具有对称性，取1/10模型进行分析.轴承内圈的实际加工工况如下：1) 坯料为塑性体，材料为GCr15轴承钢，凹模和冲头为刚性体.2) 挤压速度为60 mm/s.3) 剪切摩擦系数为0.12，热传导系数为11 W/(m·℃)，初始温度为20 ℃，坯料与冲头接触面、坯料与凹模接触面为热传导边界.几何对称面为对称边界.4) 根据初步设计，冲头总行程约15 mm，因此设置子步长0.15 mm，总步数100.2.1 结果分析2.1.1 行程载荷分析经过成形过程有限元模拟，得到冲头行程载荷曲线图3.由图3可知：挤压成形轮毂轴承内圈的最大载荷力为105 kN，即10.5 t.因建模时采用1/10模型，故实际需105 t压力，这为压力机吨位的选择提供了参考.2.1.2 模具磨损分析采用Archard模型[9]来预测模具磨损情况，表达式为式中：W为磨损量；K为磨损系数；x为滑行长度；P为表面压力；H为模具硬度. 由于冲头和凹模材料分别为SKD11和YG15,故冲头及凹模的硬度分别设置为55 HRV和87 HRV.由图4可知：冲头最大磨损量为0.251 μm，主要分布在冲头与坯料接触部分.凹模最大磨损量为0.304 μm，主要分布在斜面部分，尤其是斜面过渡圆角处.2.2 优化目标及优化参数的选择金属塑性成形过程中，冲头载荷力的大小直接关系到挤压机吨位的选取，对冲头载荷力进行优化，减小载荷力，可有效降低零件制造成本.同时，载荷力减小，坯料应力也相应减小，有利于提高成形零件质量，不易产生应力集中等情况.模具单次挤压磨损量直接影响到模具的寿命，因此，减少模具单次磨损量，延长模具寿命，同样能够降低零件生产成本.故选择冲头最大磨损量m1、凹模最大磨损量m2、冲头最大载荷力F和工件最大应力σ为优化目标.由有限元分析可知：金属塑性成形过程中，凹模型腔斜面部分对金属流动影响较大，从而影响冲头载荷力、模具磨损等.故确定该斜面过渡圆角半径为调整参数之一.另外，考虑到冲头挤压速度和摩擦条件等成形工艺条件对成形效果的影响，选取凹模圆角半径C1和C2(图2)、冲头挤压速度v、摩擦因数μ为调整参数.2.3 优化参数边界确定优化参数确定之后，需要对其取值范围进行限定，作为以下优化的边界条件.1) 速度边界.采用国产通用液压机，取成形速度范围为：20～100 mm/s.2) 圆角C1和C2范围.由图2可知：C1过大，则坯料切削余量过小，不利后续加工；C1过小，坯料余量过大，造成材料浪费，且不利金属流动.同样，C2过大，坯料余量过多；C2过小，坯料余量过小，不利后续切削加工，且不利成形时金属流动.因此，设置C1和C2的范围为0.5～2.5 mm.3) 摩擦因素μ范围.一般在冷挤压模具设计中，当模具表面研磨加工且润滑良好时，摩擦因数约为0.05～0.1[10].为扩大优化空间，取摩擦因数范围0～1.3.1 建立正交试验组设置4个因素：v，C1，C2，μ，采用3个水平，得因素水平表，如表1所示.根据此因素水平表，建立4因素3水平正交试验表L9(34)，得到9组试验方案，并对每组方案进行有限元分析，分析结果如表2所示.3.2 建立BP神经网络人工神经网络是采用数学形式构造出生物神经网络的结构及工作方式的模型，通过模拟大脑的一些机理与机制，实现所对应某个方面的功能[11-12].为研究优化参数及优化目标之间的关系，这里建立BP神经网络.3.2.1 BP神经网络模型采用3层神经网络，输入层有4个神经元，分别为挤压速度v、圆角C1和C2、摩擦因素μ；输出层有四个神经元，即：冲头最大磨损量m1、凹模最大磨损量m2、冲头最大载荷力F和工件最大应力σ；隐含层含有9个神经元.3.2.2 BP神经网络的训练与测试调用MATLAB神经网络工具箱中的newff( )函数创建神经网络,输入层与隐含层之间的传递函数采用tansig( )，隐含层与输出层之间的传递函数采用logsig( )，设置训练次数为500次，其他参数保持不变.选取表2中优化参数所构成的矩阵p为归一化处理后作为训练样本.网络训练后需要测试其准确性才能用于预测.将训练后得到的网络预测值Y进行反归一化处理后，与有限元分析结果作比较，如表3所示.由表3可知：网络训练的精度较高，训练得到的网络具有良好的预测性.3.3 线性回归分析对4个自变量v，C1，C2，μ分别在其可调范围内(v∈[20,100]；C1∈[0.5,2.5]；C2∈[0.5,2.5]；μ∈[0,1])，采用MATLAB自动生成20组随机数，作为回归分析的自变量.将这20组数据作为输入变量代入前面训练好的神经网络，预测得到相对应的输出变量.由于冲头行程载荷力对压力机吨位的选择具有指导意义，因此，减小冲头最大载荷力，可减小设备吨位，具有较大的经济价值.且工件最大等效应力均随冲头最大载荷力的减小而减小，这里取冲头行程载荷力F为因变量f1；v，C1，C2，μ分别为自变量x1，x2，x3，x4，建立函数模型为f1(x)=a0+a1x1+a2x2+a3x3+a4x4对其进行多变量回归分析，通过最小二乘拟合得到线性参数a=E/z，(E=[ones(size()),x1,x2,x3,x4])最终得到模具的最大磨损量直接关系到模具的使用寿命，减小模具磨损量可延长模具使用寿命.因为冲头最大磨损量随着凹模最大磨损量的减小而减小，取凹模最大磨损量m2为因变量f2，v，C1，C2，μ分别为自变量x1，x2，x3，x4，建立另一函数为3.4 轴承套圈多目标遗传算法优化遗传算法(Genetic algorithm)是美国密歇根大学的John Holland教授于1975年提出的一种基于自然选择原理、自然遗传机制以及自然搜索的算法.遗传算法通过模拟达尔文遗传选择和自然淘汰的生物进化过程建立计算模型，本质上说，是一种高效、并行、全局搜索的方法[13-14].在搜索过程中，能够自动获取积累有关搜索空间的知识，且能够自适应地控制搜索过程来求得最优解.遗传算法采用生物进化论中适者生存的原则，通过选择、交叉、变异等基本操作，实现在参数空间的高效搜索.其中，参数编码、初始种群设定、适应度函数的建立、遗传操作以及控制参数的设定是遗传算法的核心内容[15].3.4.1 建立多目标评价函数由于优化目标中冲头行程载荷力和凹模磨损量存在相互影响关系，这里采用多目标优化对各目标最优解之间进行协调、权衡，使得各目标尽可能接近最优解.采用线性加权法，通过选择合理的权重系数，建立评价函数，即式中：n为优化次数；wi为各优化目标的权重系数，(0<wi<1)；ci为调整常数；fiti(x)为单目标优化的适应度函数.由于对冲头行程载荷力、凹模磨损量的优化均为求最小值问题，故式中：cmax为一个较大的常数，通常为f(x)的最大估计值.确定适应度函数，同时考虑到两者数量级相差较大，在fiti(x)前乘上一个适当的常数ci，将其统一到同一数量级.因此取c1=1，c2=2.6×107，建立多目标遗传算法评价函数，即g(x)=w1[145 720-(123 886-306x1-1 279x2+3 022x3+4 2461x4]+w2×2.6×107×[0.000 771-(-0.000 105 27+0.000 011 531x1-0.000 037 14x2+0.000 019 85x3+0.000 040 452x4)]3.4.2 多目标遗传算法求解采取在变量搜索空间内随机生成初始种群，默认的种群规模为100.调用MATLAB 遗传算法工具箱GAOT对建立的适应度函数进行寻优，设置遗传迭代代数为150代，边界条件为适应度函数的自变量可行域，其余采用默认设置.选取9组不同的wi组合，分别对其进行遗传算法求解.求解结果见表4.由表4可知：权重系数的选择对最终优化结果的影响较大.考虑到载荷力对减轻设备投入的作用，以及磨损量对模具寿命的影响，选取w1=0.5,w2=0.5，使两者处于同等重要的地位.因此确定最终优化后的参数为：v=75.46 mm/s；C1=2.37 mm；C2=0.56 mm；μ=0.019.3.5 有限元验证根据优化后的尺寸参数重新建立模具模型，调整成形工艺参数，建立有限元模型，进行成形过程有限元模拟.分析得冲头最大行程载荷力为95.282 1 kN,与遗传算法预测值99.826 4 kN较为接近(相对误差4.55%)，如图5所示.凹模最大磨损量为0.228 μm，与遗传算法预测值0.288 μm相差不大(绝对误差为0.06 μm)，如图6所示.表明遗传算法预测结果可靠.以冷挤压桑塔纳L45449汽车轮毂轴承内圈为例，提出了一种结合正交实验、BP 人工神经网络、遗传算法的冷挤压模具协同优化设计方法.采用正交试验方法设计试验方案，应用软件Deform-3D分别对各组别方案进行有限元分析，得到的分析结果作为神经网络的训练样本.建立三层BP神经网络模型，得到模具及工艺优化参数和优化目标之间的对应关系，并对其进行线性回归分析，建立函数模型.所得到的函数模型作为遗传算法的适应度函数，进行遗传寻优，实现对模具及工艺的优化设计.仿真结果表明:笔者所提出的优化算法的可行性，能有效缩短模具设计周期.【相关文献】[1] 杨庆华,陈鑫,孟彬,等.汽车活塞销振动挤压数值模拟分析[J].浙江工业大学学报,2013,41(3):317-320.[2] 黄荣学.冷挤压组合凹模的应力场数值模拟及疲劳寿命估算研究[D].四川:四川大学,2005.[3] 马晓春,沈卫兵.有限元数值模拟技术在汽车冲压件成形中的应用[J].浙江工业大学学报,2007,35(1):100-103.[4] WANG Huajun, XIA Juchen, CHENG Peiyuan, et al. Numerical simulation of precision forging for spiral bevel driven gear[J].Journal of Huazhong University of Science and Technology,2005，33(9):94-96.[5] 张剑寒,方刚.基于有限元模拟和正交实验方法的轴承钢球冷镦工艺及模具优化[J].塑性工程学报,2009,16(3):211-217.[6] KIM D J, KIM B M. Application of neural network and FEM for metal forming process[J]. International Journal of Machine Tools and Manufacture,2000,40(6):911-925.[7] KIM D J,KIMB M, CHOI J C. Determination of the billet geometry for a forged product using neural networks[J]. Journal of Materials Processing Technology,1997,72(1):86-93. [8] 刘汉武，张志萍，王秀海，等.基于BP遗传算法的铝型材挤压模具优化设计[J].哈尔滨工业大学学报，2000，32(4)：86-88.[9] ZOU Lin, XIA Juchen,WANG Xinyun, et al. Optimization of die profile for improving die life in the hot extrusion process[J]. Journal of Material ProcessingTechnology,2003,142(3):659-664.[10] 邹琳,夏巨堪,胡国安.并行遗传算法在模具型腔形状优化设计中的应用[J].中国机械工程,2003,14(24):2077-2080.[11] ARCHARD J F. Contact and rubbing of flat surfaces[J]. Journal of Applied Physics,1953,24(8):981-988.[12] 洪慎章.冷挤压实用技术[M].北京:机械工业出版社，2004.[13] 雷英杰,张善文,李续武,等.MATLAB遗传算法工具箱及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005.[14] 骆志高,王祥,李举,等.遗传算法与惩罚函数法在辗轧成形工艺参数优化中的应用[J].中国机械工程,2009,20(14):1704-1707.[15] 原思聪.MATlab语言及机械工程应用[M].北京:机械工业出版社,2008.。
复杂底座零件挤压成形数值模拟研究
传统生产工艺为模锻后切削加工，零件大部 分材料被切削加工消耗掉，材料利用率低。用挤压 工艺成形该零件．可以提高材料利用率、减少后续 机加．降低生产成本；且由于挤压后零件的纤维没 有被切断，零件力学性能高。因此，可采用挤压的
方法成形该零俐Ⅻ。
由于薄壁厚度仅为１．５１１１１１１．成形时在热胀冷 缩下壁厚尺寸难以保证。薄壁应留有一定加工余 量，因此挤压件可沿周挤出约５ｍｍ的壁环。零件 局部梯形台阶尺寸小、且前后直通，用挤压的方法
ｒｅｇｕｌａｒｉｔｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｏｓ ｏｆ ｐｒｅｆｏｒｍｍｇ，ｂａｃｋｗａｒｄ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｆｏｒｍｉｎｇ，ｃｏｌｄ ｅ瞳ｔｒｕｓｉｏｎ ｓｉｚｉｎｇ ｗｅｉ－ｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，
ｔｈｅ ｅｆｆｃｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ Ｏｉｌ ｐｉｅｆｏｒｍｉｎｇ ＷＯｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｔｈｅ Ｃ０１］ｃａｖｅ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ ｂａｓｅ ｆｒａｍｅ ｐａｒｔ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｇｅｏｍｅ砸ｃ ｓｈａｐｅ ｏｆ ｐａｒｔ，ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒ ｆｏｒｍｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｃｈｅｍｅ ｗａｓ ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｄ．Ｕｓｉｎｇ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｍｅｔａｌ ｆｌｏｗ
图７是反挤成形时节点８６８三向流动的规律 （成形时凸模沿：轴负向运动）。可以发现，在推挤 成形阶段，节点８６８的速度基本不变，其：向速度 与设备挤压速度１０ｍｍ／ｓ相当，而茗向、Ｙ向速度 几乎为零，说明推挤成形阶段材料节点主要向下 作刚性平移。塑性变形程度小。１９８－１２步以后进入 反挤成形阶段。节点速度变化复杂。节点８６８在约
温挤压轴承保持架数值模拟及工艺缺陷分析
温 挤 压 成 形 源 自冷 挤 压 ， 有 许 多 优 点 ： 挤 压 它 温
成 形 毛 坯 变 形 抗 力 比冷 挤 压 小 ， 压 变 形 量 大 ， 尺 挤 而 寸 精 度 和 表 面 粗 糙 度 远 远 优 于 热 挤 压 ，挤 压 件 力 学 性 能 接 近 冷 挤 压 。 温 挤 压 也 有 很 多 难 点 ， 制 了它 但 限 的 应 用 。 铜 合 金 实 体 轴 承 保 持 架 温 挤 压 成 形 工 艺 的 研 究 已 经 开 展 多 年 ， 在 实 际 生 产 中 遇 到 很 多 新 的 问 题 ， 文 就 是 针 对 挤 压 过 程 中 过 梁 倾 斜 的 问 题 ， 用 本 运 有 限 元 数 值 模 拟 的 手 段 ， 进 行 分 析 并 提 出 可 行 的解 决 方 案 。铜 合 金 实 体 保 持 架 （ １ 温 挤 压 参 数 如 下 ： 图 ） 毛 坯 材 料 ＨＰ ５ －１ 挤 压 设 备 ＹＢ ２ ０ Ａ 油 压 机 ， ｂ９ ， ３ －１ ０ 模 具 材 料
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如睁 田
文 章 编 号 ： ６ ２ ０１ １ ２ ０ ０ － ０ ３ ０ １ ７ — ２ （ ０ ６） ４ ０ ５ — ２
温 挤 压 轴 承 保 持 架 数 值 模 拟 及 工 艺 缺 陷 分 析
王 彦 可 。 永 顺 ， 明 亮 杨 李 （ 南科技 大 学 材 料 学 院， 南 洛 阳 ４ １０ 河 河 ７ ０ ３）
收稿 日期 ：０６ Ｏ 一 ８ ２Ｏ 一 ５ Ｏ
作 者简 介 ： 彦 可 （９ ５ ， ， 士 在 读 ， 王 １７ －） 男 硕 主攻 金 属 精 密成 形 和 数 值
模 拟
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基于六西格玛的转向节轴套热挤压工艺参数模拟优化
基于六西格玛的转向节轴套热挤压工艺参数模拟优化郑鹏飞【摘要】转向节轴套热挤压工艺参数是决定挤压件质量的关键，文章运用六西格玛DMAIC改进流程对热挤压工艺参数进行优化。
通过对热挤压件质量问题界定、测量，运用DEFORM软件针对热挤压成型过程进行模拟分析，通过对挤压温度、挤压速度和摩擦因子这三项参数进行优化，从而提高产品质量，为实际生产提供理论依据。
%Steering joint sleeve heat extrusion process parameters is the key to the extrusion quality. The paper on the application of Six Sigma DMAIC, improved the process and optimized the hot extrusion process parameters. After the definition and measurement for hot extrusion quality, the paper tries to analyze hot extrusion forming process by using the DEFORM software for the simulation. The extrusion temperature, extrusion speed and friction factor of these three parameters are optimized, so as to improve the quality of the products, and provide a theoretical basis for the practical production.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2014(000)007【总页数】2页(P60-61)【关键词】六西格玛;转向节轴套;DEFORM;优化【作者】郑鹏飞【作者单位】郑州大学管理工程学院，郑州450000【正文语种】中文【中图分类】TG3760 引言六西格玛管理作为一种基于统计学技术流程和产品质量的改进方法，为了对产品和流程进行持续改进，通过理念、文化和方法体系的系统集成最大限度的消除缺陷以及无增值作业，从而有效降低了成本，不仅为客户创造了完美的价值，同时以追求卓越的绩效和客户完全满意，从而提高企业的竞争力和盈利水平。
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第６期
孙立才等：轴承套圈反挤压成形参数的数值模拟
１ ３９
单点压力机上都安装有尺寸很大的皮带轮，一方面 用于传动，另一方面起到飞轮的作用以便将积蓄的 旋转动能转化为冲击能。在成形的后期，冲头传递 下来的压力主要是使坯料压实，改善材料的微观结 构和性能。
在成形的最后阶段之所以会产生载荷急剧增加 的现象是因为：一方面工件和模具没有接触的自由 空间狭小；另一方面最终成形是要在很短的时间内 把材料充满模具的型腔。因此，只能依靠提高变形 速率来实现，这会大大的提高变形抗力 。 ［６］
［９］ 王忠堂，张 士 宏， 齐 广 霞， 等．ＡＺ３１ 镁 合 金 热 变 形 本 构 方
程 ［Ｊ］．中国有色金属学报，２００８，１８ （１１）：２４ ２８． ［１０］ 王智文，张 治 民， 王 强．ＡＺ３１ 变 形 镁 合 金 等 温 变 形 力 学 特
性的研究 ［Ｊ］．机械工程与自动化，２００５，（１）：４１ ４４． ［１１］ 王其军．ＡＺ３１镁合金 自 行 车 曲 柄 等 温 闭 式 锻 造 数 值 模 拟 研
图４表示成形结束时锻件的等效应力分布，可 以看出，锻件在和凹模接触的底面、高度的中部以 及和成形 冲 头 接 触 的 倒 角 等 部 位 的 接 触 应 力 较 大， 因此在这些位置锻件容易出现裂纹。图５是成形结 束时的等效应变分布，很明显，锻件和冲头底面接 触的部分应变是最大的，其应变速率也较大。
就本例来讲，冲头 圆 角 半 径 Ｒ 取 ４ ｍｍ 时 所 受 载荷最小，且材料损失也不多。 ２．２ 料 芯 厚 度 对 载 荷 的 影 响
收 稿 日 期 ：２０１１－０７－２３； 修 订 日 期 ：２０１１－０８－２２ 作者简介：孙立才 （１９８３－ ），硕士，助理工程师 电 子 信 箱 ：ｃｎｍｉｓｕｎ＠１６３．ｃｏｍ
艺制定及优化设计等提供了科学的依据。
１ 刚塑性有限元法的基本方程
金属塑性成形一般为大变形问题，此时材料的 弹性变形量远远小于塑性变形量，因此，弹性变形 的变形量可以忽略不计，而将材料的物理模型简化 为刚塑性模型。
小，因而造成单位面积上的压力增加 。 ［６］
表 １ 不 同 倒 角 下 冲 头 的 载 荷 值 Ｔａｂｌｅ １ Ｌｏａｄ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｈａｍｆｅｒｓ
倒 角 尺 寸／ｍｍ
载 荷 值／ｋＮ
Ｒ１ Ｒ２ Ｒ３ Ｒ４ Ｒ５
６４．５ ５７．１ ５５．１ ４９．７ ５２．３
图 ６ 倒 角 尺 寸 和 载 荷 的 关 系 Ｆｉｇ．６ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｈａｍｆｅｒ ａｎｄ ｌｏａｄ
速度为０的约束。
本文采用第２种简化方案，即采用三维模拟。
２ 套圈反挤压成形的数值模拟
轴承套圈在压力机上挤压成形参数的选择将影 响到锻件的质量，在一定程度上决定着锻件是否产 生裂纹，出现较深裂纹而车削加工工序又无法去除 的锻件只能报废，锻造裂纹是锻造行业研究讨论的 热 点 和 难 点 问 题 ［５］。
图 ４ 成 形 结 束 时 的 等 效 应 力 分 布 Ｆｉｇ．４ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｔｒｅｓｓ
图 ５ 成 形 结 束 时 的 等 效 应 变 分 布 Ｆｉｇ．５ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｔｒａｉｎ
２．１ 冲 头 倒 角 对 载 荷 的 影 响 表１列出了冲头倒角尺寸从 Ｒ１到 Ｒ５时所对应的
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｍｏｌｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｄｅｆｅｃｔｓ，ｓｔｒｅｓｓ，ｓｔｒａｉｎ ａｎｄ ｌｏａｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｎｔｉ－ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｂｅａｒｉｎｇ ｒｉｎｇ ｗｅｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔａｋｉｎｇ ａ ｍｏｄｅｌ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，Ｄｅｆｏｒｍ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｒｅｌａｔｉｏｎ－ ｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｕｎｃｈ ｃｈａｍｆｅｒｓ，ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｅｓ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ｃｏｒｅ ａｎｄ ｐｕｎｃｈ ｌｏａｄ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉ－ ｃａｔｅ ｔｈａｔ ｐｕｎｃｈ ｌｏａｄ ｃａｎ ｏｂｔａｉｎ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ ｖａｌｕｅ ｗｈｅｎ ｃｈａｍｆｅｒ ｉｓ ｏｆ ４ｍｍ ａｎｄ ｃａｎ ｂｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ｃｏｒｅ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ７．５ ｍｍ．Ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｕｓｉｎｇ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｍｏｌｄ ｃａｎ ｇｅｔ ａ ｇｏｏｄ ｆｏｒｇｉｎｇｓ，ｓｏ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｍｏｌｄ ｄｅｓｉｇｎ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｍｏｒｅ ｕｓｅｆｕｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｅａｓｙ ｔｏ ｈａｖｅ ｆｏｒｇｉｎｇ ｃｒａｃｋｓ ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｅａｒｉｎｇｓ；Ｄｅｆｏｒｍ；ａｎｔｉ－ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ；ｍｏｌｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
塑性变形问题是一个边值问题，可以描 述 为［２］： 假设有一 个 刚 塑 性 体， 体 积 为 Ｖ， 表 面 积 为 Ｓ。 表 面积分为Ｓｖ 和Ｓｐ 两部 分。 其 中，Ｓｖ 表 面 上 给 定 速 度ｖｉ，Ｓｐ 表面 上 给 定 表 面 力ｐｉ。 在ｐｉ作 用 下， 整 个 变形体处于塑性状态。该问题为一个刚塑性边值问 题，由以下基本方程和边界条件来定义。
究 ［Ｄ］．吉林：吉林大学，２００８．
１３８
锻 压 技 术
第 ３６ 卷
（１） 速度和应变速率关系： ε′ｉｊ＝ （ｖｉ，ｊ ＋ｖｊ，ｉ）／２
式中：ｖｉ 为速度；ε′ｉｊ为应变速率。 （２） 体积不可压缩条件：
（１）
ε′ｖ ＝δｉｊε′ｉｊ ＝ ０
式 中 ：δｉｊ 为 单 位 张 量 ；ε′ｖ 为 体 积 应 变 。 （３） 速度边界条件：
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎｔｉ－ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｆｏｒｍｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｆｏｒ ｂｅａｒｉｎｇ ｒｉｎｇ
ＳＵＮ Ｌｉ－ｃａｉ，ＨＡＯ Ｘｕｅ－ｌｉｎｇ （Ｌｕｏｙａｎｇ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｎｇ ４７１００３，Ｃｈｉｎａ）
化有两种途径 ： ［４］
（１） 采用二维模拟 系 统， 模 具 和 坯 料 几 何 建 模
时取轴对 称 面 的 １／２， 在 对 称 轴 处 施 加 速 度 边 界 为
０、 传 热 速 率 为 ０ 的 约 束 ；
（２） 采用三维模拟， 模 具 和 坯 料 建 模 时 取 实 体
的 １／４， 在 ２ 个 对 称 面 处 施 加 速 度 边 界 为 ０、 热 传 输
载荷值。将表１中的数据绘制成折线图如图６所示。 从图６中可以看出，随着成形冲头倒角尺寸的
不断 增 大，冲 头 所 承 受 的 载 荷 最 初 不断 减 小，在 Ｒ＝４ｍｍ 左右时取得最小值，随后又开始增大， 这 是因为倒角 Ｒ 的增加使得冲头平面部分的面积减
冲头的圆角半径过小会因为挤压应力过大使模 具损坏。锻件方面则是中间部分容易产生纵向裂纹， 底面容易产生放射状裂纹。对于材质较硬的不锈钢 来说更加明显。若圆角半径过大，冲头载荷不仅会 增大，而且在冲孔工序中会将填满圆角的那部分料 切掉，造成锻件重量的不足，浪费材料。若锻件尺 寸较大，成形后还要进行辗扩，就会因重量不足出现 外形尺寸超差的现象，这会使后续车加工因留量不够 而出现黑皮。因此，应合理的设计冲头圆角的半径。
图２表示成形过程中的金属流向，可以看到一 部分金属向底部流动，另一部分金属向上流动充满 型腔，实现反挤 压 成 形。 通 过 Ｄｅｆｏｒｍ 的 动 画 模 拟， 可以清晰的看到整个成形过程金属是如何流动的。
图 ２ 成 形 过 程 中 的 金 属 流 向 Ｆｉｇ．２ Ｍｅｔａｌ ｆｌｏｗ ｏｆ ｆｏｒｍｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ
（２）
ｖｉ ＝ｖｉ
（３）
刚塑性有限元的理论基础是马可夫变分 原 理 ， ［３］ 在满足变形速度与应变速率关系式、体积不可压缩 条件和速 度 边 界 条 件 式 的 一 切 运 动 容 许 速 度 场 ｖｉ 中，使泛函为：
∏ ∫ ∫ Ｍ ＝
σபைடு நூலகம்ε珋ｄＶ －
Ｖ
ｐｉｖｉｄＳ
Ｓｐ
（４）
槡 式中：σ珋 为 等 效 应 力，σ珋＝
第３６卷 第６期 Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．６
ＦＯＲＧＩＮＧ ＆ ＳＴＡＭＰＩＮＧ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
２０１１ 年 １２ 月 Ｄｅｃ． ２０１１
轴承套圈反挤压成形参数的数值模拟
孙立才，郝雪玲
（洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳 ４７１００３）
摘要：为优化模具结构，减少缺陷的产生，研究了轴承套圈反挤压过程中的应力、应变和载荷。以某轴承型号为 例，使用 Ｄｅｆｏｒｍ 软件对轴承套圈反挤压过程进行数值模拟，比较了不同 的 冲 头 倒 角 和 料 芯 厚 度 与 冲 头 载 荷 之 间 的 关系。结果显示，冲头倒角在４ｍｍ 时 载 荷 最 小， 料 芯 厚 度 小 于 ７．５ ｍｍ 时 冲 头 载 荷 显 著 增 大。 实 际 生 产 结 果 表 明，使用模拟参数设计的模具结构可以获得优良的锻件，因此，该方法可以为模具参数设计提供依据，尤其是对不 锈钢这类容易出现锻造裂纹的材料更具参考价值。 关键词：轴承；Ｄｅｆｏｒｍ 软件；反挤压；模具结构 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－３９４０．２０１１．０６．０３５ 中图分类号：ＴＧ３１６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－３９４０ （２０１１）０６－０１３７－０４
［８］ Ｘｕ Ｙｏｎｇｃｈａｏ，Ｚｈａｎｇ Ｓｈｉｈｏｎｇ，Ｌｉｕ Ｈｕａｍｉｎ．Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｆｏｒｍ－ ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｄｅｅｐ ｄｒａｗｉｎｇ ｏｆ ｃｒｏｓｓ－ｒｏｌｌｅｄ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙ ｓｈｅｅｔ ａｔ ｅｌｅｖａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ［Ｊ］． Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｒｕｍ， ２００５，４８８ ４８９：４６１ ４６４．