大型鍛件是現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備的核心部件，而大型鍛件的生產(chǎn)工藝和鍛造水平是國家制造力的重要標(biāo)志之一。在高溫條件下，大型鍛件的制造生產(chǎn)工藝十分復(fù)雜，并十分耗費(fèi)能源和材料，且造價(jià)極大。因此，大型鍛件的質(zhì)量保證和鍛造工藝的改善對(duì)提高制造生產(chǎn)力和國民經(jīng)濟(jì)效益有著十分重要的意義。在大型鍛件的熱態(tài)成形過程中，鍛造工藝優(yōu)化的重要理論依據(jù)來源于鍛件尺寸、溫度、高徑比，壓下量等工藝參數(shù)的研究。在眾多的鍛造工藝參數(shù)中，鍛件尺寸和溫度是可以通過現(xiàn)代先進(jìn)測量手段直接實(shí)時(shí)獲取的，這為進(jìn)一步研究鍛件尺寸和溫度的變化規(guī)律以及兩者之間的相互關(guān)系打下了基礎(chǔ)。實(shí)時(shí)地掌握鍛件尺寸和溫度的變化規(guī)律以及兩者之間的相互關(guān)系，可以及時(shí)有效地調(diào)整鍛造工序，從而可以很大程度地提高鍛件的內(nèi)部質(zhì)量和鍛造精度，進(jìn)而為優(yōu)化鍛造工藝提供可靠的理論依據(jù)。因此，本文基于鍛造過程中實(shí)時(shí)測量的鍛件尺寸和溫度，以構(gòu)建鍛件尺寸和溫度之間的相互影響關(guān)系模型。

首先，基于鍛造過程中鍛件的熱傳導(dǎo)理論和熱源理論，對(duì)熱態(tài)鍛件尺寸變化影響下的溫度場進(jìn)行分析，并將鍛件溫度場分解為溫降和溫升時(shí)的兩個(gè)溫度場函數(shù)進(jìn)行研究。結(jié)合鍛造過程中鍛件尺寸和溫度的測量信息，以修正鍛件尺寸變化時(shí)的傳熱系數(shù)計(jì)算公式，并利用二維非穩(wěn)態(tài)傳熱模型來求取溫降時(shí)的鍛件溫度場函數(shù)?；?/span>于能量守恒原理，構(gòu)建鍛件尺寸變化時(shí)的功能關(guān)系函數(shù)，并進(jìn)一步改進(jìn)其功能轉(zhuǎn)換系數(shù)。結(jié)合鍛件功能關(guān)系函數(shù)，利用可移動(dòng)坐標(biāo)系下的虛擬熱源法求得鍛件溫升時(shí)的溫度場函數(shù)。通過疊加溫降和溫升時(shí)的鍛件溫度場函數(shù)，以構(gòu)建鍛件尺寸變化時(shí)的溫度場模型。

其次，基于熱態(tài)鍛件內(nèi)部成形質(zhì)量參數(shù)的變化過程以及內(nèi)部應(yīng)力變化的特性，從不同的角度對(duì)鍛件溫度對(duì)鍛件尺寸變化的影響關(guān)系進(jìn)行分析，并利用多元函數(shù)微分法以求取鍛件尺寸變化和應(yīng)力之間的關(guān)系函數(shù)。結(jié)合鍛件形變時(shí)的能量函數(shù)和尺寸應(yīng)變公式，對(duì)鍛件能量形變參數(shù)進(jìn)行分析和求解，以獲取鍛件溫度與應(yīng)力之間的關(guān)系函數(shù)，并以鍛件應(yīng)力為中介變量來構(gòu)建鍛造過程中鍛件溫度影響下的尺寸變化模型。

最后，結(jié)合上述所建立的鍛件溫度和尺寸變化模型，利用實(shí)驗(yàn)室和鍛壓現(xiàn)場條件構(gòu)建鍛造模擬實(shí)驗(yàn)，以獲取的鍛件測量信息和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。并利用 Deform-3D 軟件對(duì)鍛件的鍛造過程進(jìn)行模擬仿真。通過仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析來驗(yàn)證模型的可行性，并進(jìn)一步對(duì)模型的可行性進(jìn)行分析，以明確鍛件溫度和尺寸變化關(guān)系模型的實(shí)際意義，為優(yōu)化鍛造工藝提供可靠地理論依據(jù)。

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