圆柱直齿轮精密塑性成形数值模拟研究

利用三维造型软件Unigraphics NX对圆柱直齿轮进行参数化建模,采用分流孔分流和浮动凹模耦合工艺成形,使用有限元数值模拟软件Deform-3D对冷锻成形过程进行三维刚塑性有限元数值模拟,确定最佳匹配的工艺参数组合。以此优化成形工艺,为成形研究提供了参考。     

锥形件无芯模旋压的静态有限元分析

采用有限元数值模拟方法研究了无芯模旋压的几种可能方案及各自优缺点，并以锥形件无芯模旋压为代表，依据静态隐式有限元法建立了用于分析无芯模旋压的简化模型。通过有限元分析，得到了锥形件无芯模旋压时的位移场、壳体中面上的经向应力场、纬向应力场、等效应力场、塑性区分布和主应力场。模拟结果与实验相符，表明所建立的有限元模型能够正确反映无芯模旋压的实际工艺。     

软弱围岩隧道开挖的有限元模拟

采用非线性有限元数值模拟的方法，对软弱围岩隧道施工进行了数值分析．利用大型通用软件ANSYS提供的单元生死功能和隐式蠕变方程，就隧道上下台阶法施工作业方式进行了二维弹一粘塑性分析，并进行模拟，所揭示的规律能为工程施工提供依据和指导．     

方圆管固定短芯棒拉拔工艺分析

运用非线性有限元软件ABAQUS对ITER计划导体套管成形工艺进行模拟仿真,得到稳定拉拔阶段的等效塑性应变、轴向和径向应力以及接触压力的分布规律,并分析了拉拔力和拉拔成形过程中能量的分布变化。结果表明,采用优化后的工艺参数拉拔成形时可得到套管内外表面质量较好的产品,从而解决了拉拔工艺中材料内径缩孔和裂纹缺陷的问题。     

超塑性差温拉深与整形复合工艺数值模拟与试验

采用热一力耦合数值模拟与试验结合,研究超塑性差温拉深与整形复合工艺.计算大拉深比支架件初始毛坯;建立AA5083材料随温度变化的粘塑性本构关系,经子程序将其植入MARC软件模拟;依据模拟结果,制造2套模具并成形了合格零件.超塑性差温拉深的凹模温度为525℃,即此材料最佳超塑性温度,凸模内部通水冷却;整形过程温度亦为525℃.结果表明,成形支架厚度分布均匀,与模拟结果吻合良好.     

基于ABAQUS强度折减法的边坡稳定性分析

将大型有限元软件ABAQUS与强度折减有限元法相结合,对边坡的稳定性进行了分析.将折减系数以场变量的形式赋予ABAQUS,动态显示塑性区发生发展的过程.当塑性区贯通且位移和应变发生突变时,边坡处于破坏的临界状态,将此时的折减系数作为边坡的最小稳定系数.通过对工程实例的稳定性分析,并与传统的极限平衡法相比较,证明了该方法可以准确地预测滑动面位置及稳定系数;并对采用关联和非关联流动法则时边坡的稳定性进行了对比分析,发现采用前者时的稳定系数比采用后者时稍微偏高.     

基于Voronoi图理论的微体积成形数值建模及验证

数值模拟作为微塑性成形技术的核心方法之一,与实验相结合,能够减少工艺开发的时间和成本,具有经济和学术价值。文章基于Voronoi图理论,利用MATLAB和Python汇编语言建立了一种在ABAQUS软件中运行的多晶几何模型,对微塑性成形进行有限元建模和数值模拟,根据晶粒分布和取向特点以及表面层模型理论,修正宏观的Hall-Petch公式,建立了一种区域化本构模型,再利用所建立的几何模型和本构模型,通过有限元软件ABAQUS实现了微塑性成形的数值模拟。结果表明:三维多晶几何模型的数值模拟可以更真实地表现试样的晶粒形状,有限元多晶模型证实了尺度效应现象及晶粒分布的不均匀性;所建立的材料多晶几何模型和区域化本构模型具有一定的可靠性,提出的建模方法可用于分析微塑性成形过程的尺寸效应现象。     

有限元-模拟电荷混合法在静电场数值分析中的应用

把有限元和模拟电荷两种数值计算方法组合起来构成有限元－模拟电荷混合法,并运用此方法对静电场进行计算,有限元－模拟电荷混合法能充分发挥两种方法各自的优点,弥补各自的缺点,从理论上推导出了有限元－模拟电荷混合法的系数矩阵和矩阵方程,并以一个实际电场结构主计算对象,采用有限元－模拟电荷法对其静电场分布进行了数值分析,结果表明这一方法的采用对于解决具有多种介质无界场域的电场计算问题是非常有利的,并且可获得较谪的计算精度。     

多层圆管不稳定导热过程中的温度场及热应力计算

多层圆管结构在不稳定导热过程中的温度场及其热应力状态,关系到结构的安全可靠性. 本文采用有限元数值分析方法计算多层圆管的温度场,并把解析解与有限元相结合,提出一种求解其热应力的计算方法.     

再生混凝土低矮剪力墙抗震性能有限元分析

基于再生混凝土低矮剪力墙抗震性能试验结果及分析的基础上,通过非线性有限元软件MSC.Marc(2011)对6片再生混凝土低矮剪力墙进行了数值模拟并得到了构件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线及各墙体的初始刚度、极限承载力、位移延性系数等.有限元模型中墙体及钢筋采用分离式有限元模型进行建模,其尺寸均按照试验实际尺寸确定.数值模拟结果与试验结果对比分析表明应用有限元软件MSC.Marc(2011)可对再生混凝土低矮剪力墙的设计及抗震性能研究提供参考和依据.     

轴向进给比对薄壁管滚珠旋压影响的有限元分析

通过有限元数值模拟方法得出滚珠旋压中薄壁管在不同凹模旋转速度条件下轴向进给比的变化规律及工件的成形规律,并对模拟结果的等效应变分布做了分析,并与实验结果进行比较,给出薄壁管滚珠旋压时进给比的选取范围.结果表明,进给比对滚珠旋压中薄壁管直径的胀缩和工件的质量有着显著的影响.另外,从计算的模具所受的三向载荷变化情况分析了模具的使用寿命.     

半球面形件拉延变形过程数值模拟

运用有限元模拟软件对不锈钢带凸缘半球面形件进行了拉延过程模拟.分析了凹模圆角半径、摩擦系数对拉延过程的影响,模拟了它们在不同工艺参数下的拉延过程,并从中分析出最佳的工艺参数.从模拟结果中得出当凹模圆角半径R=10mm左右时成形性与拉延质量最佳.     

模具间隙对AZ31B板料成形性能的影响

凸凹模间隙是板料成形过程中的一个重要参数,其设计合理与否将直接影响成形产品的质量及模具寿命等,对镁合金板料而言也是如此。通过多次工艺实验,研究了模具单边间隙对AZ31B交叉轧制镁合金板料成形性能的影响,结果表明：针对0.8 mm厚的AZ31B板料,其最佳单边间隙为1.05-1.10t。     

Multi-objective optimization of crimping of large-diameter welding pipe

Crimping is widely adopted in the production of large-diameter submerged-arc welding pipes. Traditionally, designers obtain the technical parameters for crimping from experience or by trial and error through experiments and the finite element(FE) method. However, it is difficult to achieve ideal crimping quality by these approaches. To resolve this issue, crimping parameter design was investigated by multi-objective optimization. Crimping was simulated using the FE code ABAQUS and the FE model was validated experimentally. A welding pipe made of X80 high-strength pipeline steel was considered as a target object and the optimization problem for its crimping was formulated as a mathematical model and crimping was optimized. A response surface method based on the radial basis function was used to construct a surrogate model; the genetic algorithm NSGA-II was adopted to search for Pareto solutions; grey relational analysis was used to determine the most satisfactory solution from the Pareto solutions. The obtained optimal design of parameters shows good agreement with the initial design and remarkably improves the crimping quality. Thus, the results provide an effective approach for improving crimping quality and reducing design times.     

影响板料冲压成形质量因素的有限元分析

板料在冲压成形过程中经常出现起皱、鼓包及拉裂等缺陷。板料成形过程包括了非常复杂的物理现象, 涉及力学中的几何非线性、物理非线性和边界非线性, 很难用解析法研究。利用大型非线性有限元软件ANSYS/LS -DYNA, 对板料拉深过程进行了数值模拟, 分析了成形后可能发生的缺陷, 讨论了冲压速度、摩擦因数及压边力等因素对板料成形质量的影响。结果表明, 凸模和凹模0 交界处的板料首先变形, 应力及应变最大值出现在凸模圆角部位外侧板料上。板料凸缘增厚量最大, 凹模圆角处板料减薄量最大;凸模与板料间摩擦因数越大, 边缘应力越大, 板料凸缘越不易起皱, 而侧壁应力受凸模与板料间摩擦因数的影响较复杂;适当的增加凸模虚拟模拟速度不但可以提高计算效率, 并且能够保证计算精度。     

汽车覆盖件冲压数值模拟分析及参数优选

针对汽车覆盖件尺寸大、厚度薄、形状复杂,以及在冲压生产过程中易产生的各种质量问题等特点,采用基于DYNAFORM软件的冲压过程模拟分析技术,来快速评估模具设计,及时消除设计缺陷,并给出修改方案.以典型汽车后围零件为例,对模拟得到的板料成形极限图(FLD图)、应力分布图和材料减薄图等进行分析,评估了模具设计质量,优选了工艺设计,得到了最佳冲压工艺参数.     

某重型汽车挡泥板成形过程模拟与工艺优化

针对重型汽车挡泥板成形过程中拉延不足的问题,运用数值模拟技术对其成形工艺过程进行分析,根据分析结果,进行工艺优化和模拟验证,得到优化的工艺补充面以及合理的拉延筋高度及分布参数:工艺补充面在宽度和长度方向上补充线长增加到200 mm;过渡圆角加大到150 mm;在拉延筋设置高度中,较浅拉延筋是2.5 mm,较深拉延筋是4 mm。试模结果表明,其有效地解决了制件成形过程拉延不充分的问题,保证了产品质量;对该类零件模具工艺设计具有参考意义。     

Simulation and formability analysis of drawing process for automotive B-pillar

The numerical simulation on drawing process of automotive B-pillar was carried out on AutoForm software,and dangerous forming areas were discovered.The processing parameters,such as the layout of drawbeads,blank holding force and the shape of blank,were adjusted and optimized according to the simulation results.Results indicate that the quality defects can be forecast and removed,which improves the stability of forming process.The cost of design is decreased and the research cycle is shortened.It is proved that the drawing process and die design of B-pillar forming are feasible in actual production.     

基于拉深孔成形技术的杯形件拉深数值模拟

分析了拉深孔成形时的力学机理,并以杯形件为研究对象,进行拉深孔成形有限元模拟,同时分析了拉深后拉深件的危险断面处厚度减薄率和成形极限图（FLD）。分析结果表明,拉深孔排列规律、密度和孔径变化对板料的极限拉深高度有很大影响。     

冷拔轴承钢管生产质量控制

分析冷拔GCr15轴承管生产工艺及质量要求,提出冷拔轴承管生产中圆管坯加热、穿孔、控冷等工序的质量控制及操作要点。