振动力场对金属材料塑性成形过程的作用机理是振动辅助塑性成形技术的关键理论问题。该文介绍了相关问题的研究进展及振动辅助技术的应用现状,即振动影响塑性成形的微观机理、体积效应及表面效应等,并探讨了该技术亟需解决的问题和发展趋势。
超声波辅助塑性加工是一种新的加工方法,由于超声振动在塑性加工中具有独特的＂体积效应＂和＂表面效应＂,与传统塑性加工相比,能有效降低材料流变应力、成形载荷及摩擦力。文章综述了超声波辅助塑性变形基本原理、成形设备及超声波辅助塑性成形工艺等方面的研究现状,并对其发展趋势进行了展望。
根据花键轴法兰盘锻件的外形结构特点,采用理论分析和有限元模拟相结合的方法,制定了3步模锻成形工艺。法兰3个凸耳部位需要较多的金属,利用楔形模面的聚料作用,预锻工步在3个耳部聚集了较多的金属,使终锻变形成为可能。在法兰中部凸台部位设置余料腔,可有效降低终锻成形力。通过数值模拟,证明模锻工艺的可行性。通过工艺实验,得到合格锻件。设...
为降低直齿轮精锻成形载荷,提高锻件精度和模具寿命,文章在对闭式锻造成形载荷影响因素分析的基础上,提出在保证齿形充填的同时对中心部位分流降压的成形思路。设计了直齿轮预锻预制分流孔、终锻分流成形的工艺和装置,并采用有限元软件和实验方法分析了该工艺对金属流动和成形载荷的影响。结果表明,该工艺能够通过控制坯料在模腔中的流动,在较小...
针对7075高强铝合金复杂筋板构件成形过程中易产生折叠、充不满及载荷过大等问题,在分析其缺陷产生机理的基础上,提出针对此类复杂筋板构件的分流开放加载成形技术,通过控制分流开放加载高度Hy,使分流开放加载与材料成形之间过渡均匀,可有效降低构件成形载荷并避免因分流开放加载而产生的成形缺陷。在12.5MN数控液压成形设备上进行实验,成功试制...
针对带有螺柱及侧边的铝合金手机壳零件,提出了冷挤压拉深复合成形工艺,并基于有限元软件探讨了铝合金手机壳的成形规律。结果表明,初始阶段,材料以平面流动为主,同时流向凸模的螺柱孔;当材料充满凹模型腔后,开始拉深成形侧边;最后,凸模底部的材料大量流向未充满的侧边与螺柱,直至手机壳完全成形。通过试验设计,以工作载荷最小为优化目标,对手机...
采用模糊层次分析法,对影响半固态微挤压件尺寸精度的影响因素,如挤压力、回弹、模具高温热膨胀情况及材料固相率等进行分析排序,并给出相应的权重大小。其结果对半固态微挤压尺寸精度的控制具有实际意义。
以轨道车辆用某扁宽、薄壁、弧形的大型铝合金型材为研究对象,基于HyperXtrude专业铝型材挤压成型有限元分析平台,采用拉格朗日-欧拉（ALE）算法,对其稳态挤压成型过程进行数值模拟。结果表明,采用初始模具挤压时,型材出口处的金属流速不均匀。通过增设阻流坎和扩大供料容积,多次优化模具结构后,型材出口处金属流速均匀。数值模拟结果与生产试模...
基于ABAQUS/Explicit显示动力模块对DP980高强钢定模动辊变截面辊弯成形建立有限元模型,分析板材成形后的等效应力、等效塑性应变及截面厚度的分布特点,并进行安全校核。获得了轧辊成形力与板材的回弹量,为轧辊设计提供了依据。通过实验验证了定模动辊变截面辊弯成形工艺的可行性及有限元分析结果的可靠性。
为提高二次冷轧兼平整机组在二次冷轧模式下轧制力的预报精度,建立了一种基于摩擦系数自学习的轧制力预报模型。考虑到摩擦系数自学习模型的不足,为进一步提高轧制力的预报精度,提出了一种支持向量回归预测轧制力的计算误差与摩擦系数自学习相结合的轧制力预报方法。结果表明,该模型的计算值与实际值吻合较好,误差控制在±7%以内,满足现场生产要...
基于秒流量相等的体积不变条件和弹性薄板稳定性理论,推导了理想条件和实际工况下冷轧带钢横向厚差、宽厚比与板形之间的耦合关系,分析各因素对临界失稳板形的综合影响规律。参考理想条件下横向厚差与板形的基本关系,建立实际工况下的影响模型。结果表明,0.3mm以下厚度薄带的横向厚差变化量对板形的影响明显;根据弹性薄板稳定性模型,分析横向厚...
针对六辊轧机轧制过程中存在的带材跑偏、工作辊与中间辊及支撑辊辊型不对称、来料断面形状分布不对称等问题,充分考虑到六辊轧机的设备特点与非对称轧制的工艺特点,建立一套适合六辊轧机非对称轧制过程的板形模型,并通过试验验证了模型的精度。同时,将相关模型应用到生产实践,编制出相应的板形预报分析软件,实现机组对板形的定量控制,降低了板...
高强钢的冲压工艺参数对产品成形质量至关重要。文章研究了冲压工艺参数,如压边力（100kN~500kN）、摩擦系数（0.08~0.12）以及冲压速度（10mm·s-1~90mm·s-1）对产品成形质量的影响。为获得具有良好成形性能的冲压零件,基于中心组合实验设计方法设计有限元仿真方案,由此获得不同工况下的成形指标。采用响应面方法,建立优化模型;采用第二代非支配...
翻边成形是板料成形工艺中的重要成形方法,曲面零件的翻边成形是翻边成形中的难点和重点。在实际生产中,曲面零件翻边成形主要存在起皱、拉裂、回弹等成形缺陷。文章以DYNAFORM软件为平台,通过调整冲压方向、冲压速度和有限元模型结构,使得弯曲和翻边工序在一套模具上同时进行,且通过增加凹模的数量、充分利用拉延筋的性质、合理布置拉延筋达到...
基于电磁成形冲击载荷大、成形效率高的特点,提出了将电磁成形局部加载方式应用于整体壁板的新思路。以2024铝板为研究对象,通过工艺实验和有限元模拟分析,研究了加载路径和加载间距对成形效果的影响。结果表明,加载路径和加载间距对板料变形程度的影响较大,从中间向两边的加载路径可得到最大的弯曲挠度为3.204mm,是从左到右加载路经的1.3倍;随...
根据单轮旋压工作原理,采用一种变薄旋压工艺成形小口径薄壁筒形件,并通过有限元模拟软件分析了旋轮成形角、减薄率和进给量对金属变形的影响,确定了旋压成形工艺参数。采用模拟结果对小口径铝合金管进行变薄旋压实验,产品的机械性能、内外表面质量和椭圆度都得到了显著的提高,充分证明了该工艺的可行性,为进一步深入研究和推广小口径薄壁筒形件...
利用有限元分析软件,对汽车排气管件的压弯和内高压成形过程进行了数值模拟,研究了压弯成形过程中管坯在不同弯曲变形量下的壁厚分布和内高压成形过程中压力加载路径对成形零件壁厚的影响。基于有限元模拟结果,进行了压弯成形和内高压成形实验。结果表明,压弯成形和内高压成形弯曲叠加处最易破裂;通过优化加载路径可避免缺陷,获得壁厚均匀性较好...
基于LS-DYNA软件平台建立换热器胀接工艺的仿真模型,研究包含支撑板结构的大型管-翅式换热器的胀接工艺过程。分析了胀接过程中翅片的变形及支撑板的存在对翅片的影响,对胀接工艺参数进行了优化,同时分析了胀接前后换热管内径的变化。结果表明,胀接过程中,与支撑板右侧相邻的翅片受到的轴向挤压力最大,危险性最高;适当增加翅片间隙可有效避免胀...
时效成形中,回弹补偿方向与实际方向相差较大时,仅调节补偿系数很难提高补偿精度。针对该问题,文章综合考虑补偿方向和补偿系数对补偿精度的影响,提出了网格节点综合调整法。以T形梁和井字形整体壁板为研究对象进行仿真实验,对模具进行不同补偿方向的多次补偿。并对带口盖复杂零件进行补偿仿真,三次补偿后即得到理想型面。采用双十字件进行实验...
以某大型自由锻造液压机双球铰中间杆结构工作缸的1∶10比例结构尺寸为例设计了实验装置,并在不同的偏心载荷作用下,研究了中间杆长度和球铰半径对柱塞与导套间侧推力的影响,得到导套与柱塞在不同接触位置时,中间杆长度和球铰半径对柱塞与导套间的侧推力和接触力的影响规律,并结合实际工程,综合考虑侧推力和接触力两方面因素条件,提出了中间杆长...
高能脉冲电流技术因其具有加热速度快、作用时间短、节能等特点,在裂纹愈合、再结晶和相转变等方面均具有较好的效果,是传统热处理无法比拟的。因此,在金属材料的改性领域获得了广泛应用。文章概述了国内外高能脉冲电流技术的发展状况,着重阐述了脉冲电流在金属材料裂纹愈合、再结晶和相转变等方面的作用机理,并提出了目前脉冲电流改性技术发展...
采用Gleeble-1500D热模拟试验机对SA508-3CL钢在变形温度800℃~1 200℃、应变速率0.001s-1~1s-1条件下进行热压缩实验,并将获得的真应力真应变数据引入Arrhenius型本构方程,通过多元线性回归计算,得到了SA508-3CL钢的变形激活能为422.455kJ·mol-1,同时建立了该钢的流变应力本构方程。将功率耗散图与失稳图叠加,得到了SA508-3CL钢在应变量为0.3、...
采用Gleebe-1500D热压缩模拟试验机在变形温度350℃~500℃、应变速率0.001s-1~5s-1的条件下对Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg合金进行热压缩实验,研究该合金在热塑性变形条件下的流变应力行为,并建立热变形时的本构方程。研究结果表明,随着应变速率的增加、变形温度的降低,合金的流变应力增加,为正应变速率敏感性材料;采用Znenr-Hollomon参数双曲正弦形式...
采用单向和双向十字温拉伸实验,研究B240/390DP冷轧钢板温成形后的后继屈服行为,发现Hosford屈服准则能很好的描述其后继屈服行为。基于Hosford屈服准则,研究了成形温度、应变速率、冷却速率和预应变等工艺参数对材料后继屈服行为的影响。结果表明,从温成形后制件的安全性角度考虑,应变速率和冷却速率需在一个合理的范围;相对于应变速率和冷却速...
成形极限图中FLD0（平面应变处的主应变）的准确性关系到汽车零件CAE仿真分析和安全裕度判定的精度。文章针对15种不同性能的6016汽车铝板,采用相关性分析方法研究了材料厚度、屈强比、延伸率、n值和r值等对6016汽车铝板FLD0的影响规律,并基于多元线性回归方法建立了6016汽车铝板FLD0的预测模型。
对真空熔炼方法制备出的β型Nb-Ti合金铸锭,进行了旋转锻造、热轧及冷轧加工,并对不同加工方式下Nb-Ti合金的导电性能进行分析。结果表明,提高旋锻时的加工速率有利于Nb-Ti合金棒材电阻率的下降;加工变形尤其是冷加工可使金属电阻率增加;而再结晶退火后,位错密度显著下降,合金中点缺陷也显著减少,合金的导电性能提高。
以平衡方程、Mises屈服条件为基本方程,推导了理想弹塑性材料Ⅱ型平面应力裂纹线场弹塑性极坐标幂级数形式解和弹塑性边界（塑性区范围）。在极坐标系下,以弹塑性边界上应力满足连续条件直接进行匹配,不需要进行坐标变换补充匹配方程,简化了匹配过程。通过对裂纹线上塑性区长度的比较分析表明,应力强度因子断裂理论求解得到的塑性区范围只适用于...
针对汽车用铝合金结构件的安全设计要求,对不同长度的5052H34铝合金焊接单帽结构进行静态轴向压缩试验和有限元模拟。结果表明,构件的长度对其所能承受的最大载荷影响较小,而焊缝的局部性能对结构的平均载荷影响较大;对构件进行有限元模拟发现,其轴向压缩变形模式及叠缩周期与试验结果基本吻合,但构件的载荷和能量吸收与试验结果相差较大。单帽...
为了得到缠绕成型温度和玻璃钢管材性能数据的高精度非线性数学模型,以调整判定系数来评价拟合优度,参考最大相对误差,进行了性能因子为有量纲数时的线性回归,构造了6种温度因数的非线性回归。结果表明,当热风枪加热温度与预热通道温度的比值和热风枪加热温度与芯模温度的比值作为回归的自变量时,关联式拟合层间剪切强度Fsbs的最大偏差为1.46%。...
传统方法制作可调光栅,工艺条件苛刻,制作过程复杂且难以控制,制作成本高,周期较长,因此提出一种制作光栅的新方法。通过氧等离子体（PLASMA）方法,制作出微米尺度的光栅结构。利用PLASMA时间的可控性和聚二甲基硅氧烷（PDMS）优异的弹性,通过调控PLASMA的时间和PDMS的拉伸程度,制得所需尺寸的光栅。将制得的光栅薄膜沿着光栅栅线的方向拉伸,随...
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