轴对称件扭压成形的粘塑性有限元分析

运用体积微可压缩法的三维刚粘塑性有限元方法.对轴对称体的扭压成形变形规律进行了模拟分析.结果表明:与一般镦粗成形相比,扭压成形具有可促使变形均匀、增加变形量等优点.     

基于双剪统一强度理论的圆板塑性极限分析

通过对轴对称弯曲圆板在塑性极限状态下应力和弯曲内力的分布研究,建立了双剪统一强度理论下用弯矩表示的屈服条件,即广义双剪统一屈服条件。该广义双剪统一屈服条件是一条对称的外凸闭合折线,可应用于由各种拉压强度比及剪压强度比材料构成的圆板和环板的塑性极限分析。对均布荷载作用下的简(固)支圆板进行了塑性极限分析,得出了圆板的塑性极限荷载、塑性极限状态时的内力场和速度场,分析了拉压强度比α以及中间剪应力影响系数b对塑性极限承载力的影响。     

圆钢管混凝土柱的受扭性能研究

对四个圆形截面钢管混凝土柱在纯扭和压扭荷载作用下的滞回性能进行了试验研究, 将试验所测得的扭矩-扭转角滞回曲线与采用分层筒模型计算的理论结果进行了对比, 结果表明分层筒模型在分析圆钢管混凝土柱在纯扭和压扭往复荷载作用下的受力性能时具有较高的精度。基于分层筒模型, 对钢管混凝土柱在纯扭和压扭荷载作用下的轴力和扭矩分配, 应变变化规律和主要影响参数进行了较为详细的分析和讨论。最后采用回归方法, 基于大量理论计算结果提出了钢管混凝土柱的抗扭承载力和轴力-抗扭承载力相关关系简化计算公式, 可适用于实际工程设计。     

薄壁正弦波纹管在轴向载荷作用下的理论研究

研究了薄壁正弦波纹管在轴向载荷作用下的力学行为。通过引入偏心因子和振幅因子并考虑材料的应变强化效应,根据能量守恒理论和塑性铰理论建立正弦波纹管的塑性屈曲理论模型,得到了压溃过程中的塑性弯曲耗散能、拉伸耗散能、压溃力的理论表达式。分析结果表明:理论分析与试验结果和数值模拟结果相吻合;平均压溃力与有效压缩距离因子和振幅因子有关;正则化压溃力随着波纹管的波长、振幅的增加而减小,但是随着振幅因子的增加而增加。     

纯铜表面的连续摩擦压扭处理

提出了一种在纯铜表面得到大面积亚微米细晶组织及晶表面硬化处理的新工艺。在T2紫铜表面，利用连续摩擦压扭过程中产生的剧烈的剪切塑性变形，使材料表面形成了一层厚为0．1－0．2mm，晶粒直径200－300nm的亚微米细晶组织，表面硬度比基材提高了1倍，压扭头行走速度和转速对变形区晶粒细化和硬化效果影响显著。理论分析结果表明，在垂直于行走方向上加热能量和变形程度基本均匀。     

LF6铝合金的超塑性／扩散连接组合工艺试验及理论研究EI

本文研究了ＬＦ６铝合金的超塑性／扩散连接组合工艺，用变形和再结晶的方法细化晶粒，成功地进行了ＳＰＦ／ＤＢ工艺试验，利用电子探针观察了扩散连接接头的界面微观区域，并从机理上分析了金属的超塑性／扩散连接两种工艺之间的内部联系及其金属学行为。     

基于线性强化模型的双层厚壁圆筒极限内压统一解

基于双剪统一强度理论与双线性强化模型,考虑材料拉压强度的不同及中间主应力效应的影响,推导了均匀内压作用下双层厚壁圆筒的弹、塑性极限内压解,分析了强化模量系数、拉压强度比、统一强度理论参数、内外半径比及分层半径对弹、塑性极限内压统一解的影响。结果表明:随着外径与内径之比的增大,弹、塑性极限内压增加,随着统一强度理论参数的增大,其值增加,随着拉压强度比的增大,其值减小;弹性极限内压与强化模量系数的取值无关,塑性极限内压随着强化模量系数的增大而增加;内外筒的分层半径对弹性极限内压有显著影响,而对塑性极限内压的影响较小。工程应用中,应选择较为合理的壁厚,使其在安全的基础上承受更大的内力;应充分考虑材料中间主应力及拉压强度比的影响,更准确的计算其受力情况,充分发挥材料的潜能。     

厚壁管低熔点塑性介质挤胀成形实验研究

采用低熔点塑性材料作为传力介质挤胀成形厚壁空心构件，研究了空心构件低熔点塑性介质挤胀成形机理和主要影响因素，分析了低熔点塑性介质挤胀管坯的成形过程和壁厚分布规律．研究结果表明：低熔点塑性介质挤胀成形时管坯和塑性介质两种材料同时发生塑性变形，管坯的变形流动是塑性介质的内压和冲头轴向挤压共同作用的结果；轴向压力和径向内压力的匹配关系是低熔点塑性介质挤胀成形工艺的关键；管坯胀形区的壁厚有较大的减薄，但与自然胀形相比壁厚减薄的程度较小。     

我国火炮膛压塑性测压的计量发展研究

简述了火炮膛压塑性测压静态校准和动态校准的工作原理,介绍了动态校准是国际膛压检测技术的发展方向,并分析了国内塑性测压的现状,提出了我国塑性测压的计量发展思路。     

双向板按塑性理论设计的可靠性和经济性

运用理论分析和工程实践总相结合的方法，分析讨论了钢筋混凝土双向板采用塑性理论设计的可靠性，并通过典型的工程实例分析对比表明，双向权采用塑性理论设计可比弹性理论节约20－30％的钢筋，有助于消除设计者对塑性理论的疑虑，扩大塑性理论在工程中的推广普及面。     

铝合金汽车顶盖充液成形的数值模拟

目的研究铝合金汽车顶盖拉延工序的充液成形工艺。方法基于有限元分析软件Dynaform,利用带局部刚性凹模整形的被动式充液成形工艺,通过建立有限元分析模型,优化成形过程中的关键工艺参数,分析变形规律并进行质量控制。结果成形过程中的液室压力加载路径、压边力、拉延筋,以及坯料形状等工艺参数对成形影响较大。液室压力不宜过早加载。液室压力过大或压边力过小不利于顶部产生充分塑性变形。压边力过大极易造成顶盖圆角处的破裂。结论该成形工艺可行,且数值模拟的准确性及适用性较高,采用该成形工艺可得到表面质量良好,未出现起皱、破裂缺陷的合格零件。     

带弧形槽成形件冲压工艺分析及模具设计

在分析了某汽车上带R24弧形槽成形件结构和工艺特点的基础上,利用Dynaform软件进行CAE模拟分析,确定了成形工艺。介绍了带R24弧形槽成形件冲压工艺方案的选择、排样设计和模具设计要点。     

方管旋压缩径工艺研究

采用旋压缩径工艺将矩形截面管缩成圆形截面管,利用Abaqus软件对旋压缩径工艺进行数值模拟,分析成形过程中的应力应变分布、壁厚变化规律、轴向长度变化及载荷变化规律,对成形中产生的缺陷进行分析,并优化工艺。实验结果验证了成形方案的可行性,并得到较好的成形结果。     

汽车六角球头冷锻工艺优化与数值仿真

冷锻成形工艺是一种少无切削的净近成形工艺,以其精度高、生产效率高、低耗节能等优点,大量使用在汽车零配件的生产。六角球头销是汽车转向系统中的关键零件,其六角成形的质量直接影响到产品的使用性能。本文针对六角一次成形发生镦锻失稳问题,基于金属塑性成形理论,分析在镦锻过程中的金属流动,提出采用预成形工艺。根据产品结构,提出了大V锥形、锥形、锥六角形三种预成形工艺方案,采用DEFORM-3D对六角头成形方案进行数值仿真。为了得到最优参数,通过建立优化数学模型,对数值仿真获取的应力应变、损伤值分布、载荷进行优化得到最优方案。结合有限元数值分析对比分析三种方案,得到了预成形为锥形的成形效果最好,材料流动更为合理。经生产试验证明,通过预成形为锥形生产的六角头充填饱满,无不良缺陷,对生产同类型的成形工艺具有一定的参考价值。     

液压成形制备双金属复合三通管新技术研究

为了方便获得双金属异形复合管,提出一种采用液压成形直接制备双金属复合三通管的新型工艺方法.研究中应用自行设计的简单成形设备,制备出具有一定高度的铜/铝双金属复合管,探讨了不同工艺条件对成形结果的影响,获得了双金属液压胀形的成形规律,采用扫描电镜等方法对复合界面微观组织进行观察.实验结果及分析表明,该方法避免了现有先复合再胀形的成形工艺的复杂性,有利于节约生产成本,缩短成形周期,制备得到的双金属成形零件结合界面紧密,同时也验证了该技术的可行性.     

Shape optimization of the initial blank in the sheet metal forming process using equivalent static loads

In the sheet metal forming process, forming the final desired shape is difficult to obtain due to wrinkling, tearing, failure of material, etc. Various conditions of the forming process should be controlled for the desired shape. These conditions are the velocity of the punch, the friction factor, the blank holding force, the initial shape of the blank and others. Many researchers have conducted studies to predetermine the initial blank shape. The structural optimization technique is one of them. Non‐linear response structural optimization is required because non‐linearities are involved in the analysis of the metal forming process. When the conventional method is utilized, the cost is extremely high due to repeated non‐linear analysis for function and sensitivity calculation. In this paper, the equivalent static loads (ESLs) method is used to determine the blank shape which leads to the final desired shape and reduced wrinkling. The ESLs method is a structural optimization method where non‐linear dynamic loads are transformed into ESLs, and these ESLs are utilized as external loads in linear response optimization. The design is updated in linear response optimization. Non‐linear analysis is performed with the updated design and the process proceeds in a cyclic manner. An optimization formulation is defined for the examples, the formulated problems are solved to verify the proposed method and the results are discussed. Non‐linear analysis is performed using the commercial software LS‐DYNA, NASTRAN is used for calculating the ESLs and linear response optimization, and an interface program for LS‐DYNA and NASTRAN is developed. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于AUTOFORM模拟的顶盖前边梁加强板热冲压工艺

目的 研究顶盖前边梁加强板热冲压成形过程中不同参数对零件成形的影响规律,为生产提供技术指导。方法 通过AUTOFORM模拟零件热成形过程,并对模拟结果对比分析,得到了板料尺寸、成形温度、保压时间、成形压力、冷却时间等工艺参数对成形性能的影响。结果 优化了板料尺寸及板料定位,并通过调节模具间隙保证了零件的成形性,得到零件最大减薄率小于15%,平均抗拉强度达到1450 MPa,平均硬度达到HV475,从而确定了顶盖前边梁加强板的热冲压工艺。结论 结合此有限元分析方法试制出抗拉强度大于1450 MPa的合格零件,为此类零件批量化生产提供理论依据。     

超声波喷丸成形工艺参数优化及弧高值预测

超声波喷丸成形弧高值是多个工艺参数共同作用的结果,成形工艺参数的选择及对弧高值的准确预测成为难点.本文结合正交试验法和有限元分析软件ABAQUS对不同超声波喷丸工艺参数条件下的喷丸成形过程进行数值模拟分析,研究撞针速度、撞针直径、成形轨迹间矩、喷丸区域宽度对带筋板喷丸成形弧高值的影响.对试验结果进行极差分析,探讨了喷丸工艺参数对喷丸成形弧高值的影响程度,得到较优的超声波喷丸成形工艺参数组合方案.利用正交试验得到的数据作为神经网络的训练样本,建立输入为带筋板超声波喷丸成形工艺参数,输出为成形弧高值的BP人工神经网络模型,对喷丸成形弧高值进行预测.通过样本检验该BP网络模型的准确性,实验结果数据与预测数据之间的最大误差为4.69%,从而BP神经网络能够有效代替数值模拟方法预测其弧高值,缩短工艺设计时间,提高设计效率.     

Analysis of the formability magnesium alloys using a new ductile fracture criterion

An innovative methodology for the determination of forming limits is proposed, based on the strain energy density criterion. In the first section of this paper a modification of the strain energy density criterion, that has mainly been applied for crack propagation in fracture mechanics, is performed, in order to become applicable in metal forming processes. In the second section, experimental methods and Finite Element (FE) analysis for the case of deep drawing forming process are used for the verification of the methodology. Based on the simulation methodology, the forming limits and some process parameters namely, forming temperature, punch radius, punch profile radius and strain rate sensitivity of magnesium alloys AZ31 and WE43 are determined. The optimization results for the studied case show that magnesium alloys have limited formability especially at room temperature; however the formability can be improved by forming at higher temperatures. Finally, formability is improved as the punch and punch profile radii increase up to an optimum value.     

激光拼焊板前纵梁拉延成形数值模拟研究

在分析激光拼焊板汽车前纵梁成形工艺的基础上,基于DYNAFORM软件平台对前纵梁零件的拉延成形过程及不同工艺参数对成形结果的影响进行了数值模拟研究。针对模拟结果中零件出现的缺陷,提出了初步的工艺改进方案。