典型體積成形工藝碳排放模型研究.pdf

1、近年來,隨著各國向工業化邁進的步伐不斷加快,傳統工業的轉型問題也越來越受到人們的重視。自2003年英國能源白皮書《我們能源的未來:創建低碳經濟》首次提出“低碳經濟”概念后,以低能耗、低污染、低排放為基礎的“低碳經濟”(Low-Carbon Economy,LCE)成為全球熱點,發展低碳經濟成為世界經濟發展的大勢所驅,并逐漸成為各國各級決策者的共識。目前,國內外對低碳制造的研究主要集中于低碳設計理論與方法、制造系統低碳優化理論、低碳加工技

2、術及裝備、碳足跡評估與低碳制造定量分析四個方面。
　　本文以低碳加工技術及裝備為切入點,以體積成形工藝為研究對象,對擠壓工藝、鐓粗工藝和模鍛工藝進行了能耗及碳排放的分析,通過一定的簡化和假設,主要獲得了以下成果和結論:
　　(1)建立了擠壓管材和棒材成形工藝的能耗及碳排放模型。將建立擠壓碳排放模型簡化為建立擠壓過程中的能量消耗模型,通過分析擠壓過程中的應力應變狀態將擠壓過程分段化,并運用響應面法篩選出不同的工藝參數,通過軟件

3、ProE建模和deform有限元分析獲得擠壓管材的能量消耗值,將模擬結果與理論模型進行對比驗證,并通過擬合的方法對理論模型進行優化,提高了模型的準確性,再將擠壓管材的能量消耗模型推廣到擠壓棒材加工中,從而建立擠壓工藝的碳排放模型,并通過熱擠壓實驗驗證了熱擠壓管材模型的正確性和可行性。
　　(2)建立了鐓粗圓棒和圓環件成形工藝的能耗及碳排放模型。將建立鐓粗工藝碳排放模型的工作簡化為建立鐓粗過程中的能量消耗模型,對圓柱棒料鐓粗和圓環件

4、鐓粗分別考慮,運用響應面法篩選出不同的工藝參數,并分別進行鐓粗實驗,將得到的圓棒和圓環鐓粗的能量消耗值與理論模型計算值和deform有限元模擬分別進行比較,發現理論模型計算出的能耗比有限元計算結果更加接近實驗值,從而證明了圓棒鐓粗和圓環件鐓粗能耗及碳排放模型的準確性。
　　(3)建立了輪盤件開式模鍛工藝的碳排放模型。將開式模鍛工藝進行階段化劃分,并從金屬的流動規律、應力應變場變化和變形過程本身入手,對不同階段進行分析,結合擠壓工藝