十字轴是汽车传动系统中的重要零件，传统的制作方法是胎模锻或模锻，但此种方法材料利用率仅为 51.6%，材料成本占产品总成本的 49.3%[1-2]。为提高产品的材料利用率，通过对十字轴产品具体要求的分析和研究，决定采用径向挤压工艺成形。而径向挤压成形过程中由于受摩擦因数、温度、挤压速度的影响，其最终成形的等效应变、等效应力以及温度乃至成形后的缺陷都会呈现多样化 [3-4]。本文利用Deform-3D软件对20Cr钢径向挤压生产十字轴进行数值模拟，通过改变坯料成形的影响因素：挤压速度、摩擦因数、温度等来观察成形后坯料的应力场、应变场、损伤及最大主应力的分布规律，获得准确的径向挤压参数，从而在实际中更好的指导径向挤压过程，减少坏件、废件的产生率以及避免质量事故的发生。

(2)超前单动双管钻具方面，根据现场描述，取心钻具经常会出现钻进0.3 m左右就会出现钻压有所升高，但是泥浆泵压力还是很稳定的情况。因此，大致可以判断取心过程中岩心在取心内筒中出现了堆积、堵塞的情况。这是因为取心过程中随着岩心进入取心筒中高度增加，筒内的岩心与取心筒内壁的摩擦阻力增加，当总摩阻力达到一定数值时，取心筒下部的岩层受力达到极限状态，不再进入取心筒内。进入取心筒的岩心像“瓶塞”一样阻止下部的岩层进入岩心筒，就出现了“桩效应”[3]。对于松软泥砂地层来说，由于岩层本身相对松散，产生“桩效应”后机械钻速变化很小，不易被发现，容易造成岩心丢失。

1 材料和方法

图1 十字轴挤压件

图2 挤压件所用毛坯

本文所用材料为20Cr钢（即AISI-5120），要得到的十字轴挤压件见图1，通过计算所需要的毛坯见图2。利用Pro/EWildfire 5.0三维制图软件建立挤压模具及坯料，设定参数利用Deform-3D软件进行径向挤压模拟。确定挤压影响因素挤压速度分别为1mm/s、2 mm/s、5 mm/s。通过模拟分析确定最佳挤压速度后分别选择不同摩擦因子0.12、0.25、0.7，及不同挤压温度20℃、500℃及1150℃对材料进行模拟，分析其不同影响规律。并在图上选择基本3点（见图4）进行点追踪观察其变形区及非变形区应力、应变、损伤及最大主应力变化，得出最好的工艺参数。

南通通剧即童子戏，虽脱胎于古代中原的傩戏，带有敬奉鬼神、信奉因果报应等内容，但也有劝人为善、彼此互助等在今天仍值得提倡的方面。因而可以从非超自然的角度对一些题材进行重新编排，让观众领会到人间自有真情在，个人的付出终究会得到回报的特定主题。我们可以截取其中特定选段，应用特定章节来进行再展示，而其中部分情节进行玄幻设计也能更好表达特定主题。

2 模拟结果和讨论

2.1 挤压速度对铝合金反挤压过程的影响

2.1.1 不同挤压速度的等效应力图

从图3可以看出，不同速度时，三点的应力变化图形基本一致，1点是随着下压时间应力上升、下降再迅速上升。2点属于强烈变形区，随着下压剧烈增加，到峰值后下降再增加。3点应力持续增加。

2.1.2 不同挤压速度的应变图

从图4可以看出1点随着下压时间没有太大变化，应变值很小。2点变形区先是增加，增加到一定值不发生变化。3点开始不发生变化，到一定程度也在增加。三张图外形基本一致，只是挤压速度为2mm/s，应变值略大。

2.1.3 不同挤压速度损伤图

从图6可以看出主应力外形比较相似，但是挤压速度为1mm/s时，2点最大主应力最高值接近840，速度为2mm/s时最高值接近699，速度为5mm/s时最大主应力最高值接近1000。如果在变形过程中，主应力超过其屈服点，材料容易产生变形开裂的趋势，所以我们希望其有比较小的最大主应力，我们从图上可以看出速度为2时其最大主应力最小，是最适合选择的变形速度。

实验报告是检验病理教学效果的重要手段，学生通过书写整理实验报告，有利于对知识点进行归纳总结，强化巩固，也可以把理论和实验进一步联系起来，更好的掌握知识和技能，同时为今后的科学研究和临床应用打下基础；教师通过批改实验报告了解教学效果、发现问题并及时与学生反馈和沟通。

2.1.4 不同挤压速度最大主应力图

图3 不同挤压速度等效应力图

（a）挤压速度为1mm/s （b）挤压速度为2mm/s （c）挤压速度为5mm/s

图4 不同挤压速度等效应变图

（a）挤压速度为1mm/s （b）挤压速度为2mm/s （c）挤压速度为5mm/s

图5 不同挤压速度损伤图

（a）挤压速度为1mm/s （b）挤压速度为2mm/s （c）挤压速度为5mm/s

从图5可以看出只有2点变形区损伤比较大，其他两点都比较小。挤压速度为2mm/s时，3点损伤值比其它略大，但是值也非常小。速度为5mm/s时，2点的损伤值达到0.607，远远高于速度为1mm/s和2 mm/s的0.4。可见增大其挤压速度，虽然能提高生产率但是往往容易造成零件的损伤。

2.2 摩擦因子对径向挤压过程的影响

2.2.1 不同摩擦因子等效应力图

从图9上可以看出，摩擦因子为0.12、0.25时2点的损伤值相差不多，而摩擦因子为0.7时，2点的损伤值明显增加。

从图11可以看出，随着温度升高，应力明显下降，尤其2点变形区下降明显，由20℃的830左右下降到1150℃的520左右。图12可以看出应变变化不明显，500℃时3点应变值略高于其他。

2.2.2 不同摩擦因子等效应变图

从图10可以看出，三点的外形变化不大，应力值变化也不大。

中国国企在海外形象塑造过程中，还要树立“忠诚企业利益、恪守国际规范、追求专业专注、崇尚和谐共赢”的行为准则，培育塑造“全球化思维、差异化定位、项目化管理、一体化运作、本地化立足”的跨国管理模式，赢得当地居民、组织和政府的信任和支持。

2.2.3 不同摩擦因子损伤图

从图7可以看出1点都是先增加再下降而后上升，而随着摩擦因子的增加，等效应力初始增加幅度明显增大。2点变形区形状基本没有明显变化。3点变化最明显，随着摩擦因子的增加，应力明显增加。摩擦因子为0.7时，应力明显增加，甚至超过2点变形区。

图6 不同挤压速度最大主应力图

（a）挤压速度为1mm/s （b）挤压速度为2mm/s （c）挤压速度为5mm/s

图7 不同摩擦因子等效应力图

（a）摩擦因子为0.12 （b）摩擦因子为0.25 （c）摩擦因子为0.7

图8 不同摩擦因子等效应变图

（a）摩擦因子为0.12 （b）摩擦因子为0.25 （c）摩擦因子为0.7

图9 不同摩擦因子损伤图

（a）摩擦因子为0.12 （b）摩擦因子为0.25 （c）摩擦因子为0.7

图10 不同摩擦因子最大主应力图

（a）摩擦因子为0.12 （b）摩擦因子为0.25（c）摩擦因子为0.7

图11 不同温度等效应力图

（a）温度为20℃ （b）温度为500℃ （c）温度为1150℃

图12 不同温度等效应变图

（a）温度为20℃ （b）温度为500℃ （c）温度为1150℃

图13 不同温度损伤图

（a）温度为20℃ （b）温度为500℃ （c）温度为1150℃

图14 不同温度最大主应力图

（a）温度为20℃ （b）温度为500℃ （c）温度为1150℃

2.2.4 不同摩擦因子最大主应力图

从图8可以看出，随着摩擦力的增加，3点应变明显增加，峰值达到8.3，明显高于摩擦因子为0.25时的3.22，高于摩擦因子为0.12时的1.44.其它两点应变变化基本一致。

2.3 温度对径向挤压过程的影响

2.3.1 不同温度等效应力图

2.3.2 不同温度等效应变图

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2.3.3 不同温度损伤图

从图13可以看出温度为1150℃时2点损伤值最大为0.659，而20℃和500℃损伤值仅为0.44、0.45。

2.3.3 不同温度最大主应力图

从图14可以看出，随着温度的升高，三点的最大主应力均明显下降，2点的最大主应力20℃时接近699，而1150℃时仅为接近398.可见温度升高材料的塑性增大，更容易成形。

3 结论

（1）在摩擦因数、温度一致，仅调整成形速度时，挤压速度为2m/s时，其损伤值及最大主应力均低于挤压速度为5m/s时，得到的挤压件表面更加平滑质量更好，而且生产率也明显高于挤压速度为1m/s时，可见2m/s是选用的合理挤压速度。

（2）在成形速度、温度一致，仅调整摩擦因数的时候，随着摩擦系数的增加，摩擦系数为0.7时，其3点的等效应力、等效应变明显高于其它摩擦因子时，2点的损伤值也明显高于其它摩擦因子。

（3）在摩擦因数、成形速度一致，仅调整温度时，随着温度升高其等效应力、最大主应力均明显下降，材料更容易成形，但1150℃时其损伤值明显增大，材料更容易出现缺陷，为了保证产品质量，更适合选用温挤压500℃时。

参考文献：

[1] 王辉宇.十字轴锻件的径向挤压成形工艺 [J].锻压技术，1990，（2）：59-60.

[2] 严健鸣，王成勇，朱取才，等.双凸模冷径向挤压十字轴的模拟[J].精密成形工程，2013，5（2）：51-54.

[3] 胡建军，李 平.DEFORM-3D塑性成形CAE应用教程[M].北京：北京大学出版社，2011.

[4] 李传民，王向丽，闫华君.DEFORM 5.03金属成形有限元分析实例指导教程[M].北京：机械工业出版社，2007.