针对镁合金薄壁复杂构件的整体挤压成形难点,利用Deform-3D有限元模拟软件对不同挤压方案成形过程进行数值分析;研究预成形毛坯对成形过程中折叠及充填不满缺陷的影响;基于塑性变形过程中的能量最小原理及阻力最小定律,提出体积分配及材料等距离流动量化补偿法,优化预成形毛坯尺寸及结构。终成形时材料流动速度场分布均匀,成形载荷降低,未出现折...
为解决某型飞机拉杆缩径端部直接攻螺纹的问题,首次提出了5A02薄壁铝合金管端热挤压缩径增厚成形方法,设计并制造了成形模具。研究了增厚区直段尺寸、模具肩部长度与模具锥角对薄壁管热挤压缩径增厚行为的影响,并优化了成形工艺路径。试验结果表明:增厚区直段长度和外径过大易导致直段部分失稳起皱;模具肩部过长,材料易在支撑区产生堆积且易出现...
利用TLJ400连续挤压机,通过数值模拟和实验研究,研究了挤压轮转速对连续挤压铜棒材周向扩展成形过程中的流动速度差及产品微观组织的影响。模拟结果表明:连续挤压过程中同一横截面上金属流动速度差最大的位置在直角变形区;随着挤压轮转速的增加,从镦粗区开始流动速度差逐渐增大,直角变形区的速度变化最明显;当转速为2和10 r·min^-1时,在直角变形...
针对异型材形状特殊,引起连续挤压成形不稳定的问题,利用球形卸压的方法,将模具成形平面改为圆弧面。模拟半径为6. 5 mm的球心分别与模具入口表面距离为1. 5、2. 5和3. 5 mm时,横截面球形卸压区域的温度场和速度场,研究了纵截面某一稳态时刻,对称面直角变形区从上向下5个层面的速度和温度;讨论了模具不同球心距定径带处边缘和中间的流速均方差。...
以汽车某零件为研究对象,针对其初始挤压工艺方案产生焊缝焊合不良问题,采用数值模拟的方法,对其挤压过程进行了模拟,得到了挤压型材焊合不良焊合面的静水压力及材料流动应力分布规律。为提高挤压型材焊缝的焊合质量,采用K*参数对焊合质量进行定量表征,研究了不同模具结构和挤压工艺下焊合面焊合质量的变化情况。研究结果表明,K*值随焊合室高度...
分析了弧棱U型截面梁成形中变形区的应力应变特点,采用理论分析、数值模拟和实验对比的方式,研究弧棱U型截面梁的扭曲回弹问题。发现扭曲回弹的形成原因是内侧翼板和外侧翼板成形时切向应力方向相反,即内翼板为拉,外翼板为压,并且其大小沿梁长度方向呈现中间大、两端小的变化。工件的两端部沿长度方向相对于中部呈向内翼板方向的扭曲旋转。棱线...
针对某形状复杂、拉伸深度大的汽车内覆盖件在无油拉延时产生开裂、起皱等缺陷的问题展开研究,通过材料力学性能试验获得材料力学响应,利用有限元分析软件Auto Form建立数字仿真模型并进行工艺数值模拟,通过正交试验优化工艺,得到最优的工艺参数设置,以此为指导,对压边力、等效拉延筋系数、拉延筋分布等工艺参数进行调控,从而减小板料成形的最大...
研究了大型离心压缩机叶片热成形工艺参数对回弹的影响。对叶片材料沉淀硬化不锈钢FV520B进行了高温力学性能实验,并建立了该材料高温下本构方程。利用所建立本构方程,对叶片热成形工艺进行了有限元建模仿真,探究了叶片加热温度、摩擦系数和保压时间对回弹的影响。发现叶片加热温度对回弹影响较大,在800~900℃温度区间回弹下降趋势明显,900~950...
以烧结不锈钢丝网多孔板为材料,在室温条件下通过胀形试验和筒形拉深试验研究材料的冲压成形性能。胀形试验结果显示,材料的胀形极限随着厚度及直径的增大而增大;厚度为1.4和1.75 mm的多孔板在直径Φ110 mm的冲模下胀形高度达到30 mm未出现破裂,说明材料具有良好的塑性。筒形拉深试验显示,拉深力随板材的厚度、直径的增大而增大,随孔隙率的增大而...
针对汽车的侧向铝合金防撞钢梁,提出了一种热冲压成形的工艺优化策略。建立了热冲压系统的有限元模型,选择最小厚度、开裂距离和坯料到模具的最大距离为质量目标,通过多目标优化遗传算法对热冲压工艺压边力和冲压速度进行了优化。首先以拉丁超立方法对工艺参数进行抽样,对抽样样本进行仿真实验,以响应面法建立热冲压工艺与质量目标之间的非线性...
首先通过理论计算获得了5A06铝合金壳体拉深成形的关键工艺参数的取值范围。在此基础上,采用控制变量法,通过有限元模拟,着重研究了拉深过程中的关键工艺参数(压边力、凹模圆角半径和凸凹模间隙)对5A06铝合金壳体拉深成形过程中的径向应力、周向应力以及壁厚的影响。通过对径向应力、周向应力以及壁厚的影响结果分析,获得了较为合适的拉深工艺参...
采用不锈钢管包覆碳钢切屑作为坯料,设计一套复合角钢轧制孔型系统,利用孔型法热轧来制备复合角钢。通过轧制实验,分析了各道次的轧件形貌和碳钢切屑的致密程度及成品复合角钢碳钢切屑密度的均匀性,观察了各道次碳钢切屑内部及两金属接触面附近的金相组织。结果表明,在1150℃的轧制温度下,以不锈钢管包覆碳钢切屑作为坯料,利用孔型法逐道次轧制,...
为了研究油泵柱塞组件旋压收口工艺,基于油泵柱塞组件实际的旋压收口工艺条件,通过ABAQUS有限元仿真软件建立了油泵柱塞组件旋压收口的有限元模型,并通过该模型实现了油泵柱塞组件旋压成形过程的仿真。然后,通过对比仿真与试验所得轴向力试验验证了油泵柱塞组件旋压收口模型的合理性,经分析得仿真结果与试验结果较为吻合,两者之间误差不超过15%,...
利用有限元仿真软件,对异形截面副车架零件弯管、预成形和液压成形全工序进行模拟,分析了零件成形过程中壁厚变化规律。通过优化弯管参数,改进了弯管结果;通过优化预成形形状,消除了预成形过程中"咬边"风险,通过优化液压成形加载曲线,获得了零件成形所需的工艺参数。在此基础上开展工艺试验,成功研制了副车架样件。对液压成形零件壁厚进行测量,...
为降低薄壁注塑件的翘曲变形,提出了基于Kriging模型的工艺稳健优化方案。特别地,研究并提出了基于变异粒子群算法的Kriging模型建立与优化算方法,建立了注塑工艺参数和翘曲变形之间的Kriging模型。通过实验设计、CAE仿真结果数据建立起Kriging模型,并结合变异粒子群算法实现了工艺的优化设计。在此基础上,为减少工艺参数波动对注塑件质量的影响...
以柜式空调面板为研究对象,将体积收缩率作为优化目标。利用实验设计分析出对体积收缩率影响较大的4个工艺参数为熔体温度、模具温度、保压压力及保压时间。以这4个工艺参数为实验变量,通过响应面法(RSM)构建出它们与体积收缩率之间的响应面模型,使用残差分析检验响应面模型的拟合质量,并对响应面法优化结果进行CAE模拟验证,得出响应面模型具有...
为了建立适用于冷塑性加工力学性能研究的材料本构模型,提出了一种基于材料微观变形机制分析的本构模型建立及其验证方法。以高脆硬性的淬火态42CrMo钢为例,首先根据材料的化学成分和硬度,运用数值计算方法获取冷塑性变形流动应力数据,然后通过分析流动应力数据特点建立了Z-A (Zerilli-Armstron)修正本构方程,最后结合硬度压痕实验结果和有限元...
为提高风电轴承套圈的疲劳强度,以风电轴承套圈为研究对象,选取超声滚压强化的静压力、振幅、工件转速和进给速度为主要工艺参数,进行风电轴承套圈的超声滚压强化试验研究。分析了不同工艺参数强化后的表面残余应力变化规律。结果表明:静压力对超声滚压强化表面残余应力值影响最大,较大的振幅对静压力作用效果有显著增强,工件转速与进给速度对残...
本刊参考文献著录格式参考国标GB/T 7714—2015的要求,采用顺序编码著录。参考文献应尽量引用国内外正式公开发表的引文且各项信息要素齐全,作者的英文名采用姓前名后的格式,姓用全称且全部字母大写,名用全称时首字母大写(也可只保留名的首字母),作者在3名以上只列前三名,其余用“,等”替代。
为了预测铝合金板料在冲压过程中的损伤演化和韧性断裂,在Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN)细观损伤模型中引入Hill’48各向异性屈服准则,借助有限元软件LS-DYNA编写了能考虑材料各向异性的用户自定义子程序VUMAT。采用沿不同轧制方向的准静态拉伸试验获取6016铝合金材料的力学参数,并对样件断口微观形貌进行分析。为了准确表征6016铝合金在冲...
利用高铬铸铁焊条对碳钢板表面进行堆焊,经过对称组坯后分别采用15%,25%,30%的压下率在四辊轧机上进行多道次包覆热轧。采用扫描电镜和能谱点扫描、线扫描等方法对复合材料的结合界面和高铬铸铁层情况进行微观组织观察,并研究热轧对复合板力学性能的影响。实验结果表明,复合板经过热轧后板形良好,高铬铸铁与低碳钢实现热塑性变形;原堆焊结合界面...
通过光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等检测方法,研究等通道转角挤压变形后Ti-1300合金的组织与性能。研究结果表明:Ti-1300合金经过ECAP变形,发生晶粒转动、晶内多系滑移以及晶界处螺型位错与刃型位错的混合位错交错排列的协调作用,致使晶界不能破碎,原始晶界清晰可见,晶内出现大量的相互交错的剪切滑移带,显微组织中存在...
为研究热处理和热成形工艺对铸态镁合金的力学性能影响,采用不同保温时间对铸态镁合金AZ61M进行固溶处理,利用金相显微镜和显微硬度计研究不同固溶时间对镁合金组织和力学性能的影响,利用万能试验机对固溶后镁合金进行3道次多向挤压。结果表明:经过6 h固溶处理后,铸态镁合金AZ61M中的第二相β充分溶入基体,抗拉强度从64提高到244 MPa,硬度略有下...
用Gleeble-3800热模拟试验机研究了两种Ce含量的改性超级双相不锈钢(SDSS)在温度为1000~1150℃、应变速率0.01~10 s^-1,真应变量为0.7的变形条件下的热变形行为。得到了两种超级双相不锈钢的真应力-应变曲线,建立了相应的双曲正弦本构方程,同时研究了热变形过程中微观组织的演变情况。结果表明:两种超级双相不锈钢的峰值应力均随着变形温度的升...
针对目前航空航天材料轻量增韧的要求,提出将SiC纤维应用于金属基叠层复合材料,通过将叠层结构与纤维增强结构相耦合的方式,采用箔-纤维-箔法结合真空热压技术制备SiC_f/Ti/Ti2AlNb叠层复合材料,研究其组织、力学性能及失效机理,并与未添加SiC纤维的叠层材料进行对比。结果表明,加入SiC纤维增强体后,SiC_f/Ti/Ti2AlNb叠层复合材料在承载过程中,S...
熔炼配制了Mg-Al-Ca-Mn合金,采用单轴拉伸实验测试了合金在25~475℃温度范围内的应力-应变曲线,通过数据处理分析了其加工硬化率曲线,并采用显微组织观察研究了不同形变温度下合金的形变机制。研究表明,合金拉伸的应力-应变曲线在不同温度下存在明显区别,且取决于其形变机制的不同。室温变形的形变机制以孪生为主,应力随应变增加而快速增加至最...
针对目前航空用铝合金复杂薄壁构件充液成形难度大的技术瓶颈,采用非线性有限元软件DYNAFORM对不同加载方式下的某铝合金大尺寸加强框零件的充液成形过程进行了数值仿真,其中液力加载路径包括线性加载、三角波脉动加载、梯形波脉动加载。采用单一变量控制法,重点分析了在脉动加载条件下振幅、频率以及波形等关键参数对零件成形性能的影响规律,并...
针对金属管材低应力分离过程中裂纹扩展稳定性差、管材断面平整度低的问题,提出一种双频叠加、变频振动的加载控制方法,探究带有V形切口金属管材的断裂行为。结合金属管材的双频振动特性,提出变频振动控制曲线。在此基础上,利用管材的应力集中效应实现V形切口处疲劳裂纹的萌生与稳定扩展,同时在共振效应下完成管材的快速分离。通过自行研制双频...
针对某钢管公司Φ114 mm CPE顶管机组薄壁无缝管顶管过程中出现的管壁拉凹缺陷,借助于有限元分析软件Simufact,对典型规格Φ111 mm×4. 35 mm的42CrMo4钢管顶管过程进行三维弹塑性有限元模拟,分析了不同孔型参数对顶管过程的模辊力、各机架出口轧件壁厚及应力应变的影响。结果表明:顶管过程中,减壁量较大的机架之间存在张力作用;不同孔型系列,机架...
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