矫直计算中钢轨截面简化的有限元分析

平直度是衡量钢轨质量的重要指标之一,铁路发展对钢轨平直度提出更高要求,因而钢轨矫直技术越来越受到重视.在钢轨矫直工艺的参数理论计算中,钢轨截面的简化是重要环节.本文以60kg/m钢轨为例,进行了截面简化原则的探讨,并通过建立适当的有限元模型,运用ANSYS有限元软件对简化前后的钢轨弯曲变形进行了模拟计算,验证了简化结果的准确性,为钢轨矫直的理论研究奠定了基础.     

某重卡前轴成形辊锻质量因素分析

运用Deform软件初步建立了某重卡前轴成形辊锻工艺的有限元分析模型,通过比较模拟仿真与最初辊锻工艺生产出的锻件,以第二道次为例,研究了辊锻摩擦因子、温度、辊锻速度三个工艺参数对辊锻件长度和最大成形载荷的影响。据此对初始的有限元模型进行了优化,根据优化后的仿真结果对辊锻模进行了重新设计,生产出锻件尺寸合格,与模拟结果完全吻合     

基于ANSYS Workbench的滚压工艺参数分析

为了研究滚压工艺参数对液压缸内孔表面加工精度的影响,文章根据实际生产建立了比较合理的液压缸滚压加工简化模型,基于ANSYS Workbench对建立的简化模型进行了主要工艺参数的有限元模拟分析。通过分析比较,指出过盈量是影响滚压加工效果的最主要因素。同时讨论了在过盈量一定时,进给量和滚压速度对加工精度的影响。并对液压缸厚度问题进行了有限元模拟分析,分析表明,液压缸厚度对滚压精度也存在一定的影响,并且过厚的液压缸会造成材料的浪费。该研究为滚压加工的实际生产应用提供了有价值参考。     

激光拼焊板焊接工艺及焊后的力学性能

基于ABAQUS有限元软件建立热力耦合分析模型,利用锥形热源模型对拼焊板激光焊接进行模拟,分析得出拼焊板激光焊接过程中温度场、应力场以及焊后残余应力场的分布规律;基于有限元模型,进行单向拉伸模拟并分析卸载后残余应力变化规律,通过解析模型对焊后拼焊板单向拉伸试件宏观拉伸力进行分析;在不同工艺参数下,结合数值模拟与实验对焊接质量进行研究,得出合理工艺参数范围,为后续分析拼焊板材料性能波动、拼焊板焊接实验及拼焊板自由弯曲回弹控制奠定了基础。     

汽车外星轮亚热精锻成形工艺研究

提出汽车外星轮的亚热精锻成形工艺,与传统热锻工艺比较,具有简化工艺、节约能源的优点。并采用数值模拟方法,对汽车外星轮的亚热控制精锻工艺进行了深入研究。将通过热模拟实验研究确定的流变应力模型引入到有限元数值模拟软件中,对外星轮亚热精锻成形过程进行模拟,确定了外星轮亚热精锻的最佳工艺参数,获得了较好的效果。     

Ti-1023合金热变形温度场模拟

以Ti-1023合金热镦粗变形工艺为对象,建立了锻造成形过程中的三维刚塑性有限元模型,在对温度场复杂边界条件做合理简化的基础上,通过合理设计单元类型,运用有限元软件分析了Ti-1023合金在锻造过程中的温度分布情况,得到了反映温度场变化的分布图.其结果对制定Ti-1023合金合理的模锻成形工艺,获得组织和性能良好的产品具有重要意义.     

型材弯曲中断裂缺陷的探讨

针对双室型材弯曲工艺,通过单向拉伸试验,获得材料的弹性模量等基本材料性能参数,基于有限元软件ABAQUS,通过简化模型、合理设置接触摩擦、体壳单元不同选择等,进行有限元仿真,获得成形后应力和厚度减薄量的分布,得出小半径成形应力应变偏大。通过设计试验,验证了有限元仿真的正确性,并对断裂件进行原因分析,得出进给量和材料性能为主要影响参数,并提出相应的改进措施。     

激光冲击LC4CS靶板动态成形过程的有限元分析

根据激光冲击成形工艺及材料在高应变率、高度非线性下的特点,建立了适于单次激光冲击成形的模型.采用非线性冲击动力学有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,选择C-S材料模型、SOLID164单元,并通过适当的载荷简化、边界条件处理与求解控制等,对单次激光冲击LC4CS超硬铝合金靶板成形的动态过程进行了模拟.给出了有限元模型在不同时刻的冲击成形动态轮廓曲线,为实验及生产中指导与优化激光冲击成形工艺参数提供参考.     

基于ANSYS的角接触混合陶瓷球轴承接触分析

以VEX65/NS 7CE1角接触陶瓷球轴承为研究对象,建立了基于ANSYS的有限元分析模型,对轴承的接触分析中模型的合理简化和边界条件的设定作了详尽的说明并进而求解.其结果对进一步研究陶瓷球轴承的疲劳破坏及转子系统的研究提供了重要指导基础.     

基于Visual-Weld的汽车钢圈焊接残余应力数值模拟

焊接残余应力是影响钢圈尺寸稳定性的重要因素。本文运用焊接有限元分析软件Visual-Weld,通过建立轴对称的非线性热弹塑性计算模型,对某型号汽车钢圈进行了焊接残余应力数值模拟,获得了焊接温度场及焊接残余应力的分布规律,并利用X-350A射线残余应力测定仪对钢圈试验件进行焊接残余应力检测。结果表明,数值计算值与实测结果基本吻合,从而验证了有限元分析模型的准确性,为后续的模型改进及优化焊接工艺提供了理论依据和参考。     

典型双曲率零件柔性多点模具蒙皮拉形技术研究

柔性多点模具是由一系列高度可调的小冲头根据需要组合形成离散模具型面的模具系统。采用柔性多点模具进行蒙皮拉形时,在模具与板料之间需放置一弹性垫层,以防止冲头直接作用于零件表面产生压痕。文章针对某典型双曲率零件,通过数值模拟的方法分析了弹性垫层以及零件自身回弹对成形零件外形精度的影响,并以此为依据调整模具冲头位置,实现柔性多点模具型面的优化。最后通过工艺试验,对所建立的优化方法进行了验证,获得了合格的成形零件。     

蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成系统开发及应用研究

针对飞机蒙皮零件多品种、小批量、形状复杂、成形精度要求高的特点,对可重构柔性模具蒙皮拉形关键技术进行了深入分析,基于CATIA二次开发技术开发了蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成系统,实现了蒙皮零件数模在可重构柔性模具制造坐标系中的调形计算,具备了冲头高度干涉检查和虚拟模具三维仿真功能。经过应用验证,系统稳定可靠,能准确调形出蒙皮零件拉形所需的模具包络面。本系统的建立,为可重构柔性模具蒙皮拉形工艺研究提供了技术保障。     

可重构柔性模具蒙皮拉形模面生成方法研究与实现

针对可重构柔性模具模面生成中的模面空间定位、钉头球心坐标计算等若干问题进行了深入的研究,给出了合理的计算方法.采用CAA二次开发技术在CATIA V5上实现了相关算法,开发了模面生成模块.该模块具有钉柱高度计算,柔性模具三维虚拟装配、数据动态调整和结果校核等功能.通过试验验证了上述算法的可靠性.模面生成模块的开发为可重构柔性模具拉形工艺在实际生产中的应用提供了技术保障.     

多点技术在飞机板类部件制造中的应用

多点技术是一种机电一体化的柔性制造技术,其核心是高度由计算机控制的基本体单元。多个基本体单元紧密排列在一起,构成型面可变的多点模具,用于板类零件成形。由于多点模具型面可由计算机任意调整,可代替传统模具用于不同形状的飞机板类部件的对压成形、蒙皮拉形等。基本体单元按照一定距离排列在一起,构成多点柔性工装,不仅可用于飞机大型板类零件成形后的测量、切割等操作的支撑与定位,还可用于飞机部件的柔性装配过程。应用多点技术,可以实现飞机板类部件生产过程的数字化。     

Numerical simulation of deformation in multi-point sandwich forming

Multi-Point Sandwich Forming (MPSF) is a new flexible forming technology. In this process, one half of a conventional die set is substituted by a discrete die with wide spaced pins plus deformable die sheet and a polyurethane upper die is used as the other half. FE simulation using this tool design reveals the effect of the shape of the upper die on workpiece deformation and the role played by the deformable interpolator and die sheet. It is shown that the deformed shape is a result not only of the reconfigurable die shape, but of the elastic die shape and elastic interpolator stiffness also. Using an interpolator enables smooth workpiece surfaces to be obtained, even when the die sheet is dimpled by the pins of the reconfigurable die.     

可重构柔性模具蒙皮包覆拉形仿真系统开发

针对飞机蒙皮拉伸成形工艺中的包覆成形方式,基于有限元软件PAM-STAMP 2G平台,利用其二次开发工具Stamp Tool Kit,开发蒙皮拉形工艺仿真专用系统.将复杂的前置处理过程进行封装,可方便地对带弹性挚层的可重构柔性模具蒙皮拉形包覆成形过程进行弯曲、成形、切边及回弹过程模拟.系统实现了对飞机蒙皮拉形成形质量的预测,有较强的实用性和可靠性.针对所开发的系统,研究了不同挚层厚度对抑制成形板料表面压痕的规律,发现对于可调钉柱其截面尺寸为30 mm×30 mm的柔性模具,垫层厚度大于等于25 mm时可达到很好抑制表面缺陷的目的.     

Analysis of Dynamic Loads on the Dies in High Speed Sheet Metal Forming Processes

During high-speed sheet metal forming processes, the speed at which the work piece contacts the die tooling is on the order of hundreds of meters per second. When the impact is concentrated over a small contact area, the resulting contact stress can compromise the structural integrity of the die tooling. Therefore, it is not only important to model the behavior of the workpiece during the high-speed sheet metal forming process, but also important to predict accurately the associated workpiece/tooling interface loads so that engineers can more confidently propose robust die tooling designs. The foundation to accurate predictions of contact stress on die tooling is a reliable contact model within the context of a finite element simulation. In literature, however, there exists no comprehensive guideline for establishing a contact model for high-speed sheet metal forming processes using the finite element method. In this paper, mathematically justified contact model recommendations are offered for the electrohydraulic forming (EHF) process.     

A simple experimental tooling with internal pressure source used for evaluation of material formability in tube hydroforming

Material properties have powerful impact on the tube hydroforming (THF) process and the quality of the deformed tube, so it is important to select proper materials and evaluate the material formability prior to conducting the process. A simplified and applied tooling, which has no use for any external hydraulic pressure source but internal one, was designed for charactering the material formability in THF. A pressurized-fluid supplier is automatically established to provide the internal pressure and axial load synchronously required for THF, and the ratio of the two loads is achieved by proper design of the supplier. As a stand-alone hydraulic bulging fixture, the tooling can be worked on a conventional press, even on a single action press. Free bulge forming (FBF), bulge forming with axial loading (BFAL), free and restrained bulge forming (free and fixed ends) can be fulfilled by the tooling, and furthermore, bulge forming with proportional loading to some extend can be realized. Comparative bulge forming experiments under various forming conditions were carried out with the tooling to validate this project and the results suggest that restrained conditions on the tube ends highly affect the FBF, while the ratio of the two loads dominates the BFAL.     

大型焊接容器局部热处理防畸变工装优化设计

采用有限元方法对大型压力容器局部热处理畸变进行模拟,基于热处理最大畸变量,初步设计了工装的最佳尺寸,分析了不同直径和壁厚对筒体局部热处理畸变量的影响,得到了适用于不同筒体尺寸的最佳防畸变工装数量。结果表明,支撑台宽度0.2 m、支撑柱直径ø4 cm为最佳的防畸变工装尺寸。筒体的直径越大,热处理畸变量也越大;筒体壁厚越厚,热处理畸变量越小;防畸变工装数量越多,热处理畸变量越小。     

Form-flexible tools for injection molding: approach for the economic application of injection molding for small lot sizes

Presently the trend to customized products tends to result in complex geometries, a high number of variants causes the mold and die section to investigate new technologies. Economic solutions for injection molding are limited by the smaller number of products being produced with a single tool. Based on this understanding, form-flexible tools for injection molding are developed to allow different geometries being generated with a single tool. Such a form-flexible tool is based on the principle of a pin-cushion. This cushion is made of a large number of square pins which are arranged in such a way as to allow relative movement to each other. The arrangement of pins enables generating any kind of cavity, which provides the mold for casting the individual plastic part. Having performed successfully as a mold, the pins can be re-arranged and adjusted automatically to produce other parts with different geometries.