[发明专利]推压拉拔复合缩径工艺管坯缩径应力的求解方法以及装置

权利要求书

1.一种推压拉拔复合缩径工艺管坯缩径应力的求解方法，其特征在于，包括步骤：

获取推压拉拔复合缩径工艺管坯的初始参数；

将所述初始参数带入定径区金属经向应力的表达式，得到定径区金属经向应力σ_ρe2；

将所述初始参数带入减径后管坯壁厚的表达式，得到减径后管坯壁厚t_n；

利用所述σ_ρe2、t_n和X₀，使用四阶龙格库塔法求解壁厚减薄区平衡微分方程，以得到减径后管坯经向应力σ_ρe1，其中X₀为壁厚减薄区的长度；

将σ_ρe1作为边界条件代入弹性变形区的缩径应力表达式，从而得到缩径应力σ_ρe0。

2.根据权利要求1所述的求解方法，其特征在于，定径区金属经向应力的表达式为：

式中，β为中间应力系数，z＝Z₀，Z₀为定径区的长度，S为定径区管坯变形时的真实应力，μ₁为凹模内壁与管坯外表面间摩擦系数，μ₂为管坯内表面与芯轴外壁之间的摩擦系数，R_i为芯轴半径，t₁为变形后管坯壁厚，A为定径区管坯截面积。

3.根据权利要求2所述的求解方法，其特征在于，所述减径后管坯壁厚的表达式为：

式中，t₀为初始管坯壁厚，λ_n为壁厚值与法向应变比，β为中间应力系数，m为缩径系数。

4.根据权利要求3所述的求解方法，其特征在于，所述壁厚减薄区平衡微分方程为：

式中，R(x)为距离定径区剖面x处的管坯外表面距轴线的距离,

R(x)＝R_i+R_a+t₁-x/R′(x)

R_a为缩径凹模的过渡圆角。

5.根据权利要求4所述的求解方法，其特征在于，所述弹性变形区的缩径应力表达式为：

式中，α为缩径凹模半锥角，B为材料强化系数，n为加工硬化指数。

6.一种推压拉拔复合缩径工艺管坯缩径应力的求解装置，其特征在于，包括初始参数获取模块、定径区金属经向应力计算模块、减径后管坯壁厚计算模块、减径后管坯经向应力计算模块、以及缩径应力计算模块；其中，

所述初始参数获取模块，获取推压拉拔复合缩径工艺管坯的初始参数；

所述定径区金属经向应力计算模块，将所述初始参数带入定径区金属经向应力的表达式，得到定径区金属经向应力σ_ρe2；

所述减径后管坯壁厚计算模块，将所述初始参数带入减径后管坯壁厚的表达式，得到减径后管坯壁厚t_n；

所述减径后管坯经向应力计算模块，利用所述σ_ρe2、t_n和X₀，使用四阶龙格库塔法求解壁厚减薄区平衡微分方程，以得到减径后管坯经向应力σ_ρe1，其中X₀为壁厚减薄区的长度；

所述缩径应力计算模块，将σ_ρe1作为边界条件代入弹性变形区的缩径应力表达式，从而得到缩径应力σ_ρe0。

7.根据权利要求6所述的求解装置，其特征在于，所述定径区金属经向应力计算模块中，定径区金属经向应力的表达式为：

式中，β为中间应力系数，z＝Z₀，Z₀为定径区的长度，S为定径区管坯变形时的真实应力，μ₁为凹模内壁与管坯外表面间摩擦系数，μ₂为管坯内表面与芯轴外壁之间的摩擦系数，R_i为芯轴半径，t₁为变形后管坯壁厚，A为定径区管坯截面积。