考虑材料参数变化的高强钛管数控弯曲回弹行为研究

目的研究钛管数控弯曲回弹角、回弹半径的变化规律,揭示回弹角和回弹半径变化特征的形成机制。方法基于有限元软件平台,建立考虑收缩应变比-弹性模量变化的Ti-3Al-2.5V钛管数控弯曲成形及回弹全过程的有限元模型。结果回弹角随弯曲角和相对弯曲半径的增加而增加;回弹半径在弯曲角小于30°时,随弯曲角的增加而先变化很小,后显著增加;弯曲角大于30°时,回弹半径随弯曲角的增加而逐渐减小。回弹半径随相对弯曲半径的增加而增加。弯曲角越大,应力分布区域越大,回弹变形越大;相对弯曲半径越大,弯管中处于弹性变形的区域占总变形区域的比例较大,回弹变形越大。结论考虑两参数变化时对回弹角和回弹半径的变化趋势无显著影响,但获得的回弹角和回弹半径均大于忽略两参数变化时的值;考虑收缩应变比-弹性模量变化时,弯曲变形区沿外脊线的拉应力大于忽略两参数变化时的拉应力,卸载回弹时,管材发生大的弹性恢复,表现为回弹角和回弹半径的增加。     

模具间隙对薄壁管绕弯成形的影响规律

详细分析了薄壁管绕弯成形过程及其变形特点,基于有限元法对绕弯成形模具芯棒与管坯间隙,压块与管坯间隙,防皱块与管坯间隙以及弯曲凹模与管坯间隙等4个因素与薄壁管成形质量、回弹量的影响显著程度进行了四因素三水平的正交试验分析。结果表明:芯棒与管坯的间隙对成形后薄壁管壁厚及回弹的影响最显著,弯曲凹模与管坯间隙对回弹影响也较显著。     

U形槽板多工步折弯方法及回弹预测

分析对比了大型U形槽板的2种折弯成形方式,取U形槽板的小件进行多工步折弯回弹的有限元模拟并进行了相应的物理实验,得出了回弹角度预测值,提出在多工步折弯回弹有限元模拟中要注意的问题,为大型U形槽板的折弯成形生产提供了参考。     

6A02铝合金异形截面小弯曲半径薄壁管液压成形工艺研究

目的 研究6A02铝合金异形截面薄壁管的液压成形过程,改进管件的成形质量。方法 使用Abaqus软件进行数值模拟,通过考察管件壁厚分布情况、管件轴线的最小弯曲半径及管壁与模具贴合情况,研究了内压、轴向进给量、加载路径及合模过程中的内压与进给对成形质量的影响,并提出了合模力–轴向进给–内压三者同时配合的加工方法。结果 通过数值模拟确定了无轴向进给情况下管件薄弱处发生破裂时的内压为7.5 MPa,发生起皱前的最大轴向进给量为2 mm,最低整形内压为80 MPa。确定了在合模过程中进给0.75 mm、合模后继续按照特定加载路径进行内压提升和轴向进给、最后施加80 MPa的整形压力的情况下成形效果最好。通过此路径加工出的管件最小壁厚为0.42 mm,最大减薄率为16%,轴线最小弯曲半径为1.258 mm,与模具间隙面积为0.065 mm²。结论 适当的内压–轴向进给可以实现较好的成形质量。在合模过程中,施加与合模力相配合的轴向进给和内压能增加管件弯曲处薄弱部分的补料量,改善管件在合模后的壁厚分布情况,进一步提升管件最终成形质量。     

基于数值模拟的管材平面弯曲成形几何加工精度规律

目的 建立高精度的有限元仿真模型可以有效地指导实际加工生产,在减少实验成本及结构件制造开发周期的同时提高成形效率。提高数值模拟中金属管材平面弯曲成形的几何加工精度,同时探究关键工艺参数对几何精度的影响规律,确定最佳工艺参数组合。方法 以管材平面弯曲成形构件为研究对象,建立了基于自由弯曲技术的管材弯曲成形有限元仿真模型,并通过实际加工实验验证了仿真精度,随后针对仿真模型的几何误差进行了参数补偿。将使用较高精度的仿真模型模拟得到的数据作为数据来源,研究关键工艺参数对仿真成形几何精度的影响机制,采用熵值法确定最佳工艺参数组合。结果 通过实际成形实验对比分析,在不同成形条件下,有限元仿真结果与实际加工结果高度吻合,两者之间的加工误差不超过2%,针对规格为32 mm×2 mm的20号碳钢管材,当轴向推进速度为5 mm/s,管材与弯曲模间隙值为0.25 mm时加工精度最高。结论 优化改进后的有限元仿真模型具有较高的几何成形精度,可有效指导实际成形工艺参数的优化工作。     

材料参数对高强不锈钢管数控绕弯成形失稳起皱的影响

目的研究材料参数波动对管材数控绕弯成形失稳起皱的影响规律。方法基于ABAQUS有限元平台,建立了21-6-9高强不锈钢管数控绕弯成形过程三维弹塑性有限元模型,并验证了模型的可靠性;采用该模型模拟分析了材料参数波动对其数控绕弯成形过程失稳起皱的影响规律。结果随着厚向异性指数、屈服强度的增大或弹性模量、硬化指数的减小,弯管的起皱趋势增大,泊松比和强度系数对弯管起皱趋势的影响较小。结论材料参数对弯管起皱趋势影响的大小依次为:屈服强度、弹性模量、厚向异性指数、硬化指数、强度系数和泊松比。     

异质双金属复合管的弯曲工艺研究进展

发展异质双金属复合管的塑性弯曲成形工艺,是工业技术发展的必然趋势。目前有关双金属复合管弯曲行为的研究,大部分还属于材料性能测试性研究,只有少量文献尝试了异质双金属复合管的推弯、压弯成形工艺。研究发现:基-覆管界面分层、截面畸变和起皱是双金属复合管弯曲过程中频频出现的成形缺陷,且这三者之间存在耦合作用;可以通过合理的内腔填充(如施加一定的内压力,采用合理的芯模)来抑制双金属管的起皱行为;加载力对覆管的作用传递,容易因为界面层的存在而受到阻碍。而绕弯成形过程中作用在管坯上的力,分布均匀、加载位置合理,因此,绕弯成形适合弯曲塑性较好、对力的加载条件要求较高的异质双金属复合管件。近年来,由于弯管不仅要发挥传统的功用,还要满足设计性能、安装空间及轻量化上的要求,发展高精度小半径弯曲的异质双金属复合管弯曲成形技术,已经成为先进制造业发展的必然要求。     

填充不同材料条件下管材三维自由弯曲变形行为研究

目的 研究三维自由弯曲过程中,不同填充材料对管材成形性能的影响,比较不同填充材料的影响效果。方法 建立相关力学模型,分析比较固体填充物以及柔性填充物对成形质量不同的影响机理,并基于ABAQUS有限元仿真软件,对成形过程进行数值模拟分析。结果 与填充PU棒时成形结果相比,当填充SS304钢珠时,管材具有更好的成形性以及更小的厚度变化率,同时,当内部填充材料时,管材椭圆率均会降低,且当填充材料为SS304钢珠时,椭圆度最低可达2.6%。结论 将三维自由弯曲技术与填充成形技术相结合,可以有效提高管材成形性能,并且固体填充物要好于柔性填充物,有限元模拟及实验验证了模型的正确性。     

薄壁钛管差温剪切弯曲减薄及扁化特性实验研究

目的管材差温剪切弯曲成形技术,是实现极小弯曲半径(中心线弯曲半径小于管径)薄壁钛管制造的新型技术。管材的减薄及扁化特性,是实现该过程成形质量精确控制迫切需要解决的关键问题。方法采用实验方法,研究了工艺参数对TA2薄壁钛管差温剪切弯曲过程减薄和扁化的影响。结合响应面法,获得了实验条件下的弯管成形极限。结果管模间摩擦越大,或弯曲行程H越大,或外圆角半径r_o越小,管材减薄和扁化均越大。结论内圆角半径r_i=4.00 mm,外圆角半径r_o=14.15 mm是管材最佳的弯曲半径匹配,H∈[30 mm,32 mm]能够保证管材稳定成形。     

筒形件反拉深数值模拟的关键技术

结合对Numisheet’99标准考题的模拟研究，论述了反拉深成形过程有限元模拟的关键技术问题，涉及反拉深成形过程的强化模型、接触、起皱、破裂及回弹计算等，并介绍主要模拟结果。     

基于全量流动理论的管材弯曲过程失稳分析研究

目的 基于全量流动理论,研究管材弯曲成形过程中的外侧破裂和内侧起皱,分析其产生的原因及控制方法.方法 采用理论解析方法,建立了管材弯曲变形应力、应变计算公式,推导管材外侧破裂和内侧起皱发生的判据,并试验验证了预测公式的可靠性.结果 基于推导的应力、应变计算公式,依据临界许用变形程度,建立了管材外侧破裂判据;采用能量准则...     

重载齿轮弯曲疲劳寿命测试方法研究现状

重载齿轮是大型机械装置(推土机、挖掘机、装甲车等)传动系统的核心部件,它的主要功能是按照规定的转速比传递运动和转矩。随着科学技术的发展和军事装备的更新换代,重载齿轮的研究除了在材料性能、齿形设计、承载能力等方面取得了新成就外,另一个突出的进步就是在齿轮性能测试技术方面获得了很多成果,使得一些过去难以定量研究的问题(如齿轮的疲劳强度、齿轮传动品质等)都有了比较实用的测量手段。而在重载齿轮疲劳性能研究中,相对于接触疲劳产生的齿面点蚀、胶合、磨损等微小破坏而引起齿轮传动效率降低,啮合不到位等现象,弯曲疲劳则会直接导致齿根产生裂纹甚至形成断齿现象,造成重大事故。因此,准确测试重载齿轮的弯曲疲劳寿命,分析弯曲疲劳性能,进而优化齿轮设计,提升齿轮性能,对监测因弯曲疲劳失效所引起设备故障以及避免服役过程中发生重大事故具有重要意义。重载齿轮弯曲疲劳寿命受多方面因素的影响,其中包括材料性能、加工尺寸、制备工艺以及测试手段等,因此对其弯曲疲劳寿命的定量测试一直是各国研究人员关注的热点话题。关于重载齿轮弯曲疲劳寿命的研究可以归纳为以下三方面:弯曲疲劳原理探究方面已发展到声发射信号检测、光学图像分形理论计算、计算机有限元数学模拟等多方面的实际应用;性能检测实验已有单齿/双齿脉冲加载、动态啮合式加载等多种试验方法;数据处理方面已发展出升降法、成组法、雨流法以及多种S-N曲线拟合的数据处理手段。这些分析方法以及测试手段的应用可以大大节省实验成本、提高分析效率、减少试验误差,进而提高重载齿轮弯曲疲劳寿命检测的准确性。本文从重载齿轮弯曲疲劳寿命的测试原理、试验方法以及测试数据处理三方面出发,根据国内外研究现状,对重载齿轮的弯曲疲劳性能进行机理性与实验性的探究,为测试重载齿轮的弯曲疲劳寿命提供有效的理论依据、具体的测试方法以及准确的数据处理手段。     

筒形件旋压有限元分析中芯模和旋轮相对运动的处理方法

以ABAQUS仿真软件为平台,建立芯模自转与旋轮公转的两种筒形件正旋有限元模型,介绍了2种不同模型分析边界条件的设定。采用Python语言开发子程序提取模拟结果的三维坐标值,然后导入逆向工程软件Geomagic中还原为云图的方法,分析了2种模型模拟结果的贴模性、壁厚均匀性、径向应力应变,并比较了2种模型的计算时间。结果...     

厚壁结构管件刚模塑性成形过程的数值模拟与工艺研究

基于刚塑性有限元法,忽略了回弹和管坯与模具、芯轴的间隙的影响,建立了简化的有限元模型,对厚壁管压弯、压扁成形过程进行了数值模拟,得到了各场量的分布。根据应力分布结果,对起皱和破裂等缺陷进行分析预测,并根据截面变化情况,研究了芯轴对截面畸变的作用与影响。该研究对厚壁管件弯曲和扁化过程的工艺方法提供了依据。     

固化方式对三维浅交弯联机织复合材料弯曲性能的影响

本文以2400tex无捻玻璃纤维粗纱为原料,在SGA598型三维织机上制备出一种三维浅交弯联机织复合材料预制体,以环氧树脂E51和固化剂聚醚胺WHR-H023以质量比3∶1的比例组成树脂体系,并将经过表面处理的预制体与树脂基体以质量比1∶1的比例通过手糊的方式复合成型。复合材料固化过程分别使用传统热固化、真空条件下热固化和微波固化三种方式进行,制备出三维浅交弯联机织复合材料。分别考察复合材料在热定型过程中的温度变化情况,复合材料的弯曲力学性能及破坏断面,比较三种方法对复合材料性能的影响。结果表明:采用微波固化方式对复合材料进行复合成型,其在升温速度、弯曲性能和纤维与树脂间的界面性能等方面均明显好于真空固化和热固化等方式。     

厚壁金属管料高速精密剪切新工艺及数值模拟

目的 解决厚壁金属管料传统下料工艺过程中切断效率低、断面质量差等问题。方法 创新性地将管料表层批量预制环形槽、5～10m/s高速剪切、管料内壁芯轴支撑3种方式有机融合,提出高速精密剪切新工艺,建立厚壁42CrMo管料高速剪切断裂有限元模型,研究不同工艺方法对管料剪切断裂力学行为的影响。结果 提出的新工艺不仅显著提高了剪切效率,还有效约束了剪切过程中的管壁塌陷,得到的管料断面平整光滑,最大变形量由4.7 mm减小为0.6 mm;此外,最大剪切载荷有效降低了33.6%,剪切断裂能量显著降低了79.7%。结论 提出的新工艺具有高效、精密与低能耗的优势。     

基于均匀化理论的三维编织复合材料弯曲细观应力数值模拟

从基于小参数渐近展开的多尺度均匀化理论出发,对三维编织复合材料的弯曲细观应力进行数值模拟。首先给出了等效弹性模量和细观应力的均匀化列式及有限元求解方程,然后讨论了三维编织复合材料细观单胞周期性边界条件的施加方法,最后对三点弯曲作用下三种单胞内应力分布进行了数值模拟。通过模拟比较了不同类型单胞及不同编织角材料弯曲应力的差异,总结出一些有益的结论,这些结论与实验结论都比较吻合。     

阴极射线管显示器颜色精确控制方法研究

结合CRT显示器的显色特性,基于线性插值的方法,对GOG模型进行改进,提出了一种新的考虑三电子枪相互干扰和环境亮度等影响因素的精确控制CRT显示器色度和色差的模型。通过实验测量和理论计算,结果表明,提出的模型颜色控制精度能够达到色度Y,L*,a*,b*的平均可控精度分别为0.255 4,0.280 4,0.072 5,0.125 5,可控色差精度为0.350 7ΔEa*b,模型比现有的GOG模型在精度控制上有较大的提高。     

双腔负压法用于激波管动态压力校准

针对激波管中使用双腔负压法以获取微小阶跃压力进行了研究。使用北京长城计量测试技术研究所的100 mm激波管以及专门设计的附加装置,对绝压与微压传感器进行了校准实验,实验数据表明在激波管上使用双腔负压法与薄纸膜片能获得小于2 kPa的微小反射激波阶跃压力,上升时间与平台持续时间等各项指标也都符合国家检定规程的要求,扩展了现有激波管的技术能力。比较了不同静态压力和动态幅值情况下压力传感器激波管校准结果,谐振频率和阻尼比系数都随压力增大而增大,这在实际校准和使用中是一个值得注意的问题。     

激光扫描测量转轴弯曲的8098单片机控制系统

在分析传统轴弯曲测量方法的基础上，提出了一种激光扫描的测量方法，推导了最大弯曲量计算公式，通过实时检测扫描速度进行误差补偿，能实现转弯曲量的精密测量。同时，采用８０９８单片机控制，能完成数据的采集、处理及显示、打印等功能。