管式结晶器爆炸成型实验研究

以爆炸加工复杂内腔管式结晶器为例,简要介绍了爆炸成型的机理,并对其实验的方法、装置、过程以及能量分析、药量计算进行了论述。实验结果表明,爆炸成型加工管式结晶器是可行的,管坯零件内表面精度取决于芯模的精度,用药量主要与管坯的材料、厚度和变形量有关。存在的一些问题是正确估算管坯变形所需药量及其分布,同时提高密封系统的质量。     

空心管坯软接触电磁连铸技术研究

提出空心管坯软接触电磁连铸方法,以Sn-3.5%Pb合金为模拟金属,采用激光实测的方法研究了不同电源功率下弯月面形状,并进行了空心管坯软接触电磁连铸实验.研究表明:施加中频电磁场,管坯型腔内熔体形成具有一定高度的悬浮液柱;功率增加,弯月面隆起高度增加,金属熔体与外结晶器之间的接触角增大,接触点位置降低,对金属熔体与内结晶器之间的接触角影响不大,与内结晶器的接触点上升;与普通连铸空心管坯相比,软接触电磁连铸空心管坯的表面质量光洁,凝固组织得到显著细化.     

芯轴摩擦系数对推压-拉拔复合缩径的影响

推压-拉拔复合缩径工艺是管坯减径的新方法,芯轴外表面与管坯内表面之间摩擦系数对工艺有重要的影响。通过建立推压-拉拔复合缩径变形过程中变形管坯的力学模型,分析了芯轴外表面与管坯内表面之间摩擦系数对成形的影响规律。针对某载重6.5 t胀压成形汽车桥壳管件的第一道次推压-拉拔复合缩径,设定不同的芯轴摩擦系数,进行了有限元仿真,得到了芯轴摩擦系数对管坯变形的影响规律,并基于管坯传力区不失稳以及变形所需凹模推力和芯轴拉拔力较小,给出了芯轴摩擦系数的设定范围。进行了缩径实验,实验和有限元模拟的结果接近。较小的芯轴摩擦系数可能造成管坯起皱失稳,而较大的芯轴摩擦系数,有利于降低管坯轴向压应力、凹模推力和芯轴拉拔力,但可能造成管坯表面划伤。     

铜铝双金属薄板爆炸焊接参数选择

根据两种材料的物理性质确定爆炸焊接窗口,从而确定单位面积药量的最大值和最小值.由于单位面积药量的不同将产生不同的焊接面,在实验中根据双全属药型罩的加工特性和高度对称性的要求确定最后的药量.     

管式结晶器电镀设备及其电镀工艺

本发明提供了一种方坯连铸机用的管式结晶器铜管内壁电镀设备和利用这种设备对管式结晶器进行电镀的工艺。该电镀设备包括镀液贮槽、过滤装置及相关的控制装置和连接管路，其电镀槽由作为电镀阴极的管式结晶器铜管、夹具密封盖、阳极钛篮组成，电镀工艺是将结晶器内表面脱油处理后，用含有氨基磺酸钴、钨酸钠、氯化氢、硼酸、十二烷基硫酸钠、     

钢筋混凝土隔离墙抗爆性能数值模拟研究

为了研究钢筋混凝土隔离墙在爆炸荷载作用下的动态响应和抗爆性能,采用LS-DYNA有限元软件建立9 m跨度隔离墙结构简化模型,模拟了不同药量和爆炸距离下隔离墙的动态响应。将模拟结果与经验超压公式计算结果和已有试验结果对比,验证了爆炸荷载和材料参数选取的合理性,分析了结构的破坏过程、冲击波作用规律、墙面荷载分布规律和结构变形情况。结果表明:建立的数值模拟可以较好地模拟爆炸冲击波与结构的相互作用;墙面冲击波压力衰减速率与药量和爆炸距离密切相关,墙面压力衰减幅度可达97.8%。在相同药量时,随着爆炸距离增加,墙体底部压力减小,顶部冲量增加;墙体结构由小变形转变为结构整体的较大变形;比例距离小于0.376■时,墙体底部容易发生剪切破坏。模拟结果可以为抗爆隔离墙的设计提供依据。     

剪切变稀效应对微型机械模内组装成型流固耦合变形的影响

系统研究了聚合物微型机械模内组装成型熔体的剪切变稀效应对一次成型固体微型零件的流固耦合作用效应和流固耦合变形的影响规律,并揭示了其机理。研究结果表明,二次成型熔体剪切变稀效应减小会使其熔体的充填流动与一次成型固体微型轴的流固耦合作用效应增强,并使其整体温度场趋于不均匀,从而导致一次成型固体微型零件流固耦合弯曲变形和热变形增加,减小二次成型熔体剪切变稀效应可提高聚合物微型机械模内组装成型加工精度与组装配合精度。     

坑道内爆炸冲击波相似律问题探讨

为研究坑道内爆炸冲击波相似律问题,进行了不同药量坑道堵口爆炸实验,并利用ANSYS/LSDYNA软件对原型坑道与模型坑道爆炸冲击波进行数值计算。结果表明:与自由大气中不同,同一坑道内不同药量爆炸产生的冲击波不符合爆炸相似律;若原型坑道与模型坑道几何相似,装药量之比为几何相似比的三次方,则原型坑道与模型坑道内爆炸冲击波符合爆炸相似律;坑道内爆炸冲击波数值模拟时,若原型坑道与模型坑道网格尺寸符合相应的几何相似比,则冲击波计算结果满足相似律,当坑道截面网格密度为1675~2977时可以达到计算精度要求。     

基于模具预先补偿法的大幅面CFRP制件形状精度控制方法

针对控制大幅面CFRP制件成型后的形状精度这一关键技术问题,在剪切层法预测变形的基础上提出了一种改进的剪切层变形模拟方法。改进的方法只需少量制件实验数据,通过计算应变曲线曲率确定剪切层厚度,进而较准确地预测了CFRP制件的翘曲变形。基于变形模拟方法建立了一种大幅面CFRP制件形状精度控制方法,这一方法通过将模拟获得的变形不断补偿于初始模具型面来降低最终制件的变形。通过与实验数据的对比,证明了采用控制方法可以有效提高成型制件的精度,降低变形。     

淤泥的爆坑与表面条形药包装药处理软基的实验研究

提出用泥面爆炸填石排淤方法代替常用的泥下爆炸填石排淤。用模型实验研究了药量、水深和药包埋深之间的相互关系,给出了泥面爆炸的药量公式,揭示了覆盖水深和药包埋深与爆坑形状的关系。在此基础上可以进行爆炸处理软基的优化设计。     

异型坯结晶器与铸坯热力耦合数值模拟

为研究异型坯连铸结晶器内铸坯凝固和变形过程,采用ABAQUS软件建立了异型坯连铸结晶器和铸坯的二维瞬态热力耦合有限元模型,编制ABAQUS用户自定义子程序GAPCON实现结晶器内壁和铸坯之间的传热模拟.计算模型中考虑了铸坯的凝固和热变形、气隙对传热的影响以及铸坯与结晶器之间的接触应力.分别对2种不同水缝设计结晶器进行了数值模拟,数值分析结果表明,小孔水缝设计的结晶器温度峰值较低、热面温度分布更均匀,因而比大孔水缝设计结晶器具有更长的使用寿命和更优的铸坯质量,这一结论与现场试验结果一致.     

带内筋筒形件滚珠旋压的数值模拟

利用有限元软件 ABAQUS 对带内筋筒形件的滚珠旋压进行了数值模拟,分析了带内筋筒形件成形过程中金属塑性变形区的应力状态、金属流动规律,在此基础上分析了不同压下量、进给比和壁厚对内筋饱满度以及筒形件表面质量等成形效果的影响规律。 根据数值模拟结果,设计并制造了工装和模具,同时进行了工艺试验,成功试制出内筋成形效果良好的筒形件试样。     

树脂复合减振钢板U型弯曲回弹实验与数值模拟研究

通过带法兰边的U型弯曲成形实验研究,考察了树脂复合减振钢板在不同压边力下的回弹特性.实验结果表明:压边力对树脂复合减振钢板回弹特性影响显著.较大的压边力有利于减小回弹缺陷.其次,考虑树脂层的粘弹性特性,采用非线性粘弹性模型来描述树脂层的力学变形行为,并采用Cohesive单元和固体壳单元分别对树脂层和表层钢板进行离散,进行了树脂复合减振钢板在不同压边力下的U型弯曲有限元数值模拟研究.和实验结果比较表明,所建立的有限元模型能够较好的模拟U型弯曲成形过程.最后,基于建立的有限元模型,考查了成形速度,树脂层厚度和表层钢板初始屈服应力对回弹的影响.参数分析结果表明:这三个参数对回弹角的影响显著.该研究对树脂复合减振钢板冲压工艺设计具有一定的指导意义.     

爆炸成形技术在某型号产品加工中的应用

根据金属材料的强度理论设计的爆炸在形模具，经过了近２００次的爆炸冲击，仍然完好无损；突破传统的敞口式爆炸成形方法，采用分次成形的工艺，对ＬＦ６防锈铝合铆钉反材进行爆炸成形加工，可以满足研制工作的要求，可以推广到其它材质薄板零件的加工。     

线型聚能切割爆破的理论研究

通过对线型聚能爆炸切割器的高速碰撞问题建立不可压缩流体模型,推导获得了爆炸切割射流参数的解析解,将之与聚能破甲理论结合,详细分析了爆炸切割器的设计要点。文中系统地说明了线型聚能切割爆破的切割深度、切割器设计炸高、聚能罩最佳顶角、聚能罩材料等与切割器参数的关系。进而利用所建立的流体聚能切割理论模型,对聚能切割器顶部同步起爆、沿顶部线性和外表面高速起爆问题都进行了理论解析和研究,分析了各种起爆方式的切割射流与破甲特点,以及对切割器参数设计的影响等。还根据滑移爆轰、等容爆轰、正向起爆对飞片驱动能力的对比分析,结合所建立的聚能切割理论,说明了高速起爆可以提高切割能力的原理。通过分析对比各种装药质量比下飞片的爆炸能量利用率,指出了爆炸切割器设计药量的选取原则。对于复杂的三维爆炸聚能切割理论问题,笔者尽量采用简洁直观的数学方法进行理论推导,着重对物理概念的阐述与分析,以求对线型聚能爆破的理论和技术发展起到促进作用。     

线型聚能切割爆破的理论研究

通过对线型聚能爆炸切割器的高速碰撞问题建立不可压缩流体模型,推导获得了爆炸切割射流参数的解析解,将之与聚能破甲理论结合,详细分析了爆炸切割器的设计要点。文中系统地说明了线型聚能切割爆破的切割深度、切割器设计炸高、聚能罩最佳顶角、聚能罩材料等与切割器参数的关系。进而利用所建立的流体聚能切割理论模型,对聚能切割器顶部同步起爆、沿顶部线性和外表面高速起爆问题都进行了理论解析和研究,分析了各种起爆方式的切割射流与破甲特点,以及对切割器参数设计的影响等。还根据滑移爆轰、等容爆轰、正向起爆对飞片驱动能力的对比分析,结合所建立的聚能切割理论,说明了高速起爆可以提高切割能力的原理。通过分析对比各种装药质量比下飞片的爆炸能量利用率,指出了爆炸切割器设计药量的选取原则。对于复杂的三维爆炸聚能切割理论问题,笔者尽量采用简洁直观的数学方法进行理论推导,着重对物理概念的阐述与分析,以求对线型聚能爆破的理论和技术发展起到促进作用。     

Minimizing dynamic effects while using dynamic codes to simulate binder‐set processes

When using a dynamic code to simulate a quasi‐static job, the dynamic effect is a very serious problem, such as in the binder set simulation in stamping process design. Dynamic effects generally consist of two different acting types, oscillation due to the kinetic energy of the blank and additional deformation thanks to the inertial action. For the binder set simulation, the inertial effect is more apt to change the simulation result due to less‐constrained forming of the blank. Light effect varies the magnitude of blank deformation. Seriousness shall result in the deformation type change of the forming blank, which could make simulating results useless for real‐world application. To aim at the dynamic problems, especially in the inertial effect, several useful and practical ways have been proposed in this paper. Some parameters that we can use to minimize dynamic effects during a simulation effectively include: the velocity type of the travelling part, damping, defining the travelling part and imposing additional loads on the forming blank. Finally, four associated simulation cases have been discussed to show how these enhancing methods can be applied in real stamping production. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

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。     

金属丝网的毛坯设计

针对工业用过滤产品--过滤杯的形状及工艺条件,建立网格模型,设置成形参数,使用dynaform软件模拟其板材拉深成形的过程,通过网格数量、形状的变化,成形极限图和厚度变化图,分析比较了金属丝网与板材的性能差别.结果表明:金属丝网没有塑性变形,只有丝网的弯曲和畸变,实际成形中存在着严格的方向性.设计出了冲压金属丝网的毛坯形状.