《表1 有限元分析中的边界条件》

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《基于仿真金属流线的冷锻表面粗糙带预测及改进》

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法兰螺栓的冷锻过程如图2所示，该法兰螺栓是经过4个锻造工步成形的。利用有限元分析软件DEFORM-3D对该多工步冷锻过程进行仿真模拟，有限元分析中主要边界条件的设定如表1所示。模拟结果显示法兰平面成形较好，并没有发现任何成形缺陷。但是，考虑到表面粗糙度是微观几何的变形问题，采用有限元实体网格划分方法分析此类问题或有一定的难度，因此，通过仿真模拟致密的金属流线，对法兰平面处的金属流线形态进行观察，如图3所示，最接近平面的那条金属流线并不是一条直线，局部有点凸起，该凸起位置与杆部的距离约为1.96 mm，与实际粗糙带位置（2.10 mm）相差0.14 mm。可以推测该位置的材料跟接触面没有紧密贴合，从而产生了粗糙带现象。