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土壤对耕作机械工作部件的磨损是其失效的主要原因,而土壤含水率对磨损过程有着重要影响。以甘肃兰州地区黄棕壤土为磨料,在磨料磨损试验机上对45号钢试样进行磨损试验,考察土壤含水率对45号钢磨料磨损的影响,用扫描电子显微镜对磨损表面形貌进行观察。结果表明随着土壤含水率的增加,45号钢的磨损呈现出3个不同的阶段:切削磨损阶段、切削与疲劳磨损阶段和疲劳磨损阶段。在切削磨损阶段时磨损率较高,在疲劳磨损阶段时磨损率较低,而在切削与疲劳磨损阶段时随着含水率的增加磨损率呈陡降趋势。
含水率的变化改变了土壤与金属材料表面的接触形式,水膜的润滑与降温作用提高了材料的耐磨性。主要研究的内容和结果如下：(1)采用渐开线的变异作为芯棒扩径成形段的中轴线,其主要的设计思想是由***大曲率半径逐渐减小到整形段曲率半径,这样有利于扩径过程中金属的流动,使弯头内弧金属材料能够充分流向外弧,从而避免了传统工艺变形时弯头外侧受拉减薄、内侧受压增厚的壁厚不均匀现象,***了外径的圆度和壁厚的均匀性。(2)采用控制变量法对中轴线的设计进行优化,选取***的设计进行模拟。(3)通过有限元模拟软件Abaqus并结合正交试验法对不同工艺参数下弯头的热推制成形过程进行了模拟。模拟结果表明：推制温度过高会导致管坯容易起皱,过低会导致开裂。在本文中,采取温度为700℃,在合适的推制速度下管材是处于理想的弹塑性状态的,弯头的厚度基本保持不变；正交试验中,温度分布均匀,推制速度不影响温度场的分布。推制速度较慢时,能够为金属的流动提供充分的时间,提高了壁厚的均匀性；但在实际的工业生产中,推制速度过慢又会增加生产周期,降低生产效率,因此需要同时考虑两者之间的关系,既要***生产效率,也要提高弯头的成形质量,以此为标准来选择适宜的推制速度；管坯和芯棒之间的摩擦系数和实际的工作环境有关,摩擦系数的增大,使得管壁内侧金属和芯棒之间的摩擦力变大,管壁内侧变厚；摩擦力的增大也能约束金属的流动,在一定程度上***了壁厚的均匀性。(4)在推制机上进行实验,统计实际生产的弯头壁厚与模拟结果进行对比,发现实验结果与有限元模拟结果壁厚差在合理范围之内,进一步验证了模拟结果的正确性。
通过以上的研究得出了热推制弯头成形过程中工艺参数对弯头成形的影响程度,并利用渐开线的变异作为中轴线的设计,避免了传统工艺变形时弯头内侧变厚,外侧减薄的壁厚不均匀现象；通过实验进一步了解了弯头壁厚的成形情况,也验证了本文所采用的有限元分析模型的正确性,为弯头成形工艺提供了一种新的研究方法。
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