大型鍛件是現代工業設備的核心部件，而大型鍛件的生產工藝和鍛造水平是國家制造力的重要標志之一。在高溫條件下，大型鍛件的制造生產工藝十分復雜，并十分耗費能源和材料，且造價極大。因此，大型鍛件的質量保證和鍛造工藝的改善對提高制造生產力和國民經濟效益有著十分重要的意義。在大型鍛件的熱態成形過程中，鍛造工藝優化的重要理論依據來源于鍛件尺寸、溫度、高徑比，壓下量等工藝參數的研究。在眾多的鍛造工藝參數中，鍛件尺寸和溫度是可以通過現代先進測量手段直接實時獲取的，這為進一步研究鍛件尺寸和溫度的變化規律以及兩者之間的相互關系打下了基礎。實時地掌握鍛件尺寸和溫度的變化規律以及兩者之間的相互關系，可以及時有效地調整鍛造工序，從而可以很大程度地提高鍛件的內部質量和鍛造精度，進而為優化鍛造工藝提供可靠的理論依據。因此，本文基于鍛造過程中實時測量的鍛件尺寸和溫度，以構建鍛件尺寸和溫度之間的相互影響關系模型。

首先，基于鍛造過程中鍛件的熱傳導理論和熱源理論，對熱態鍛件尺寸變化影響下的溫度場進行分析，并將鍛件溫度場分解為溫降和溫升時的兩個溫度場函數進行研究。結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的傳熱系數計算公式，并利用二維非穩態傳熱模型來求取溫降時的鍛件溫度場函數。基于能量守恒原理，構建鍛件尺寸變化時的功能關系函數，并進一步改進其功能轉換系數。結合鍛件功能關系函數，利用可移動坐標系下的虛擬熱源法求得鍛件溫升時的溫度場函數。通過疊加溫降和溫升時的鍛件溫度場函數，以構建鍛件尺寸變化時的溫度場模型。

其次，基于熱態鍛件內部成形質量參數的變化過程以及內部應力變化的特性，從不同的角度對鍛件溫度對鍛件尺寸變化的影響關系進行分析，并利用多元函數微分法以求取鍛件尺寸變化和應力之間的關系函數。結合鍛件形變時的能量函數和尺寸應變公式，對鍛件能量形變參數進行分析和求解，以獲取鍛件溫度與應力之間的關系函數，并以鍛件應力為中介變量來構建鍛造過程中鍛件溫度影響下的尺寸變化模型。

最后，結合上述所建立的鍛件溫度和尺寸變化模型，利用實驗室和鍛壓現場條件構建鍛造模擬實驗，以獲取的鍛件測量信息和實驗結果。并利用 Deform-3D 軟件對鍛件的鍛造過程進行模擬仿真。通過仿真和實驗結果的對比分析來驗證模型的可行性，并進一步對模型的可行性進行分析，以明確鍛件溫度和尺寸變化關系模型的實際意義，為優化鍛造工藝提供可靠地理論依據。

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