结合AutoCADVBA提升ANSYS分析建模效率

渐开线花键冷搓成形工艺是一种精密塑性成形加工工艺。为探索齿条形刀具的角度的变化对渐开线花键成形结果的影响，采用ANSYS软件，基于北方易初和洛阳工学院合作已经研制成功的搓挤摩托车曲柄渐开线花键的齿条形刀具，变更刀具齿形角分剐进行成形过程仿真并进行结果分析比较；刀具齿数多，形状复杂且整个研究过程将需要多次进行刀具建模，若在ANSYS中建模则非常费时费力，故选择AutoCADVBA嫡程实现刀具的参数化绘图造型而后导入ANSYS的方法。每运行一次AutoCADVBA宏程序，即可方便快捷地得到一把不同的虚拟刀具。大大提高整个研究进程的效率。同时也为类似问题的研究提供了一种有效的参考途径。     

基于ANSYS的渐开线外花键参数化建模

对ANSYS进行了二次开发,运用APDL语言编制渐开线外花键建模的宏文件,并运用UIDL语言开发出渐开线外花键建模专用建模模块,真正实现了基于ANSYS的渐开线外花键参数化建模,极大地提高了建模效率。     

基于ANSYS渐开线花键冷搓成形全过程的数值模拟

依据大变形弹塑性有限元理论和接触理论，综合考虑成形中的几何非线性、状态非线性、材料非线性以及工件与刀具的接触摩擦因素，借助有限元软件ANSYS对渐开线花键冷搓成形的过程进行数值模拟，方法新颖独特，其应用将对刀具的设计有参考作用。     

以DEFORM-3D实现花键轴精密冷滚轧成形模拟

使用有限元仿真软件DEFORM-3D,实现渐开线花键冷滚轧成形整个过程的数值模拟;针对金属大变形问题,DEFORM-3D提供了一个全自动的、优化的网格再划分功能,为充分利用此功能,采用间接方法实现渐开线花键冷滚轧成形过程的数值模拟,并对成形过程中工件与模具之间的相互关系、成形力和变形特点进行分析与研究,为模具及成形设备的设计提供了可靠依据.     

渐开线花键拉刀的优化设计

渐开线花键拉刀作为一种高效率的成形刀具,在渐开线花键孔的加工中得到广泛应用。渐开线花键拉刀属于复杂刀具,它的设计计算复杂。传统的设计方法是按照设计者的经验选定一系列参数,然后进行反复的验算。这种设计方法的结果仅是一种可行解,不能得到最优解。我厂把优化与计算机结合,建立了优化设计的数学模型,编制了求解此优化设计的计算机程序,在IBM — PC微机上调试通过,获得了良好的效     

渐开线花键冷滚压精密成形工艺分析及试验研究

花键冷滚压精密成形技术是一种高效、精密、少无切削的先进制造技术,具有成形效率高、节能、节材和零件成形性能好等特点.分析渐开线花键冷滚压精密成形工艺过程及原理,对成形过程的单位平均压力、接触面积、滚压坯料直径、滚压力及滚压力矩等进行求解.对渐开线花键进行冷滚压精密成形试验,分析零件变形区的金属流动规律,组织形成机理及塑性变形对成形性能的影响.试验结果表明,在花键冷滚压精密成形过程中,工件表层发生剧烈的塑性变形,晶粒沿齿廓呈连续的流线型分布,塑性变形区为细长的纤维组织,齿形截面硬度分布具有一定的规律性.试验所得零件无缺陷,硬度、耐磨性等较传统的切削加工花键大大提高,可满足使用要求.     

汽车齿轮传动的渐开线内花键精密加工技术研究

针对渐开线内花键槽有具有加工精度要求高、切削环境恶劣等特点,首先,设计了适应于渐开线内花键槽精密加工的拉削刀具,并研发了该类拉削刀具的加工工艺。其次,探究了渐开线内花键深孔加工工艺。最后,由拉削刀具、拉削工装、渐开线内花键齿轮组成的工艺系统共同保证了渐开线内花键的精密加工,并得到了试切验证。     

渐开线花键冷搓成形数值模拟关键技术研究

依据大变形弹塑性有限元理论和接触理论,借助于有限元软件ANSYS对渐开线花键冷搓成形的过程进行了数值模拟,对其中一些关键技术进行了研究,并通过模拟的顺利实现证实了其有效性。     

渐开线花键粗拉刀优化设计及拉削过程数值模拟

针对渐开线花键拉削过程,建立了渐开线花键粗拉刀参数化模型,利用有限元方法对拉削切削过程进行数值模拟分析,获得拉削过程中刀具的应力、应变分布规律以及切屑形成过程及形态、切削过程中切削力变化规律、温度场分布,为拉刀设计优化和拉削工艺制定提供理论依据。     

基于UG软件的渐开线花键的精确建模

以渐开线的展成法为基础,研究渐开线花键的数字化参数函数化建模方法,提出一种三维参数化的通用设计方法——渐开线函数曲线拉伸成型法。利用UG软件的相关功能,生成直齿渐开线花键的渐开线齿廓,并利用对称原理生成对称齿廓面的渐开线;通过封闭截面的拉伸成型得到单个渐开线花键齿,然后通过软件的圆周阵列功能获得完整的渐开线花键,从而实现对渐开线花键的三维精确建模。     

Metal flow characteristics of local loading forming process for rib-web component with unequal-thickness billet

To explore the metal flow and filling law of large-scale rib-web component local loading forming process is important for fast design of unequal-thickness billet (UTB), parameter optimization and process control of the rib-web component local loading forming process. T-shaped component forming under UTB can reflect the forming characteristics in the large-scale rib-web component forming process. In the forming process by using UTB, the width of local loading changes dynamically, the thickness difference of billet changes notably, and the boundary conditions are very complex. By introducing new assumptions, variables and boundary conditions, a mathematical model for local loading pattern caused by UTB is established by using slab method (SM). Based on the virtualizing experimental data observed by finite element method (FEM), a predicted model for the dynamic width of local loading is established by using polynomial regression and partial least squares (PLS) regression. Comparing with FEM results indicates that the relative differences are less than about 10 % for predicted model of local loading width. Comparing with FEM and physical modeling experimental results indicates that the relative differences are less than about 15 % for SM model. The metal flow, cavity fill, and increased width of local loading under local loading condition are studied by using the mathematical models and numerical simulation, and the results indicate that: the metal flow and deformation pattern under local loading are determined by the thickness of billet and the width of local loading; the increased width of local loading is determined by initial geometric parameters, and the forming parameters such as materials (Ti-6Al-4 V and Ti-6Al-2Zr-1Mo-1 V), loading speed (0.1–1.0 mm/s), temperature (950–970 °C), etc. have little influence on it; the value of x _k (position of neutral layer) under local loading pattern caused by geometric parameters of billet is less than that caused by geometric parameters of die at initial forming stage.     

基于ANSYS Workbench的橡皮囊成形过程有限元建模功能模块开发

橡皮囊成形是航空企业中钣金件成形的主要方法之一,经常需要采用有限元软件进行成形过程分析,其中传统有限元建模不仅对技术人员操作水平要求高,而且建模效率低。针对橡皮囊成形有限元建模过程进行了分析,总结归纳出可以自动实现建模的部分,包括几何建模、材料定义和网格划分等,基于ANSYS Workbench软件的DM模块以及DS模块进行二次开发,建立专用的橡皮囊成形分析模块,实现橡皮囊成形有限元模型的快速构建,操作界面友好。应用所开发的模块对某钣金件橡皮囊成形过程进行有限元建模,并与传统有限元建模方法进行对比分析,结果表明,采用所开发的模块建模分析与传统有限元建模方法的模拟结果吻合较好,证明了所开发模块的有效性。     

单点增量成形制件整体精度研究

以典型圆锥台作为研究对象,由材料的变形机理出发,解析制件整体精度的机理和主要影响因素。采用Box-Behnken 设计(BBD)试验方法,对主要影响因素中的工具头直径、层间距、板厚、成形角设计四因素三水平曲面响应试验,建立两个方向上几何误差的二阶响应模型,得到工艺参数对制件在水平方向和垂直方向上精度的单一及交互影响规律。最后,利用响应模型对两个方向几何误差进行同步最小优化,得到制件整体精度最优时的工艺参数组合：工具头直径6 mm、层间距0.5 mm、板厚1 mm、成形角45 °,此时两个方向的几何误差分别为1.914 6 mm和-0.157 mm,实现了制件整体精度的工艺优化和稳健控制。     

应用TAGUCHI法对微拉深成形有限元模拟结果的误差分析

为考察基于传统本构模型和求解算法的有限元程序模拟金属微成形过程的适应性,设计正交试验,应用自行开发的板料成形有限元程序ARVIP-3D对微成形和等比放大10倍的常规成形进行模拟计算,并根据质量工程中的TAGUCHI法,参考信噪比的概念,对材料参数和工艺条件等因素对两类相似拉深的模拟结果误差进行了分析。结果表明：微成形中的尺度效应主要是成形机理与常规成形不同而引起的,基于传统本构模型和求解算法的有限元程序不能正确模拟微成形过程,但可以模拟出摩擦引起的尺度效应;宏微观尺度的成形模拟结果误差主要来自于浮点运算的误差,但几何和力学条件的处理也给模拟误差带来了影响。因此,在开发适合于微成形模拟的新型有限元程序中,不仅要考虑本构模型的特殊性,几何和力学条件的相关处理算法也应进行改进。     

1060铝材双点渐进成形几何精度的研究

针对单点渐进成形几何精度差的问题,提出了一种双点渐进成形加工技术。以1060铝为研究对象,确定目标零件,从成形轨迹和进给量两个方面编制双点渐进成形工艺和单点渐进成形工艺。然后根据编制的工艺在渐进成形设备上编制数控程序,制作了单点与双点渐进成形样品。再使用FARO便携式三坐标测量仪,测量了双点渐进成形与单点渐进成形样品的几何精度。最后,提出了一种对比分析数据的方法,对单点渐进成形和双点渐进成形的几何精度进行了定量的对比分析。实验结果表明,在工艺参数相同的前提下,双点渐进成形的几何精度远高于单点渐进成形的几何精度。     

数控成形砂轮磨齿机床几何误差分析与函数补偿法

以QCYK7332A数控成形砂轮磨齿机为例,对机床误差进行了分析。应用多体系统理论以及齐次坐标变换建立了几何误差模型,得到了此模型下砂轮尖的6个自由度误差表达式,并在此基础上以机床B轴为例,说明了运动轴误差转化到磨具上,从而引起所加工齿轮的齿距、齿形、压力角等误差。为了减小误差,提出了函数补偿法,并以测量机床的X轴角度误差为例,说明机床误差预测以及实时误差补偿的过程,为提高数控成形砂轮磨齿机精度、减小机床的几何误差提供了理论依据。     

圆柱齿轮滚切多刃断续切削空间成形模型及应用

滚切加工作为当前圆柱齿轮制造应用最为广泛的工艺具有高效但成形过程复杂的特点。基于展成原理,由规则分布在滚刀基本蜗杆螺旋面上的一系列切削刃相继从圆柱齿坯上切除材料,最终包络形成渐开线齿面。研究其成形原理可以为提升该工艺性能提供有效指导。针对齿轮滚切工艺过程多刃切削成形特征,建立圆柱齿轮滚切的空间成形模型。基于滚刀几何结构参数的理论约束关系,建立滚刀切削刃序列的参数方程;根据滚刀和工件的几何参数以及切削参数确定滚切过程中滚刀与工件的空间位置和运动关系,并基于空间运动学方法推导求得滚刀刀刃序列形成的空间成形曲面参数模型;采用离散数值方法获得滚切过程中的切屑几何形态及切屑厚度,并根据切屑几何计算各刀刃去除材料时的瞬时主切削力。该模型可以为滚切工艺参数优化、滚刀几何设计等研究提供支撑。     

变螺距不等深异形螺杆的几何建模及数控加工

基于变螺距不等深异形螺杆几何成形原理,分析几何建模难点,建立数学计算模型.生成轨迹曲线,巧妙控制扫掠方法构建精准几何模型;在此基础上,根据变螺距不等深异形螺杆螺旋槽型面要求,设计工艺方案,提出刀具轨迹计算方法.完成了复杂异形螺杆的几何建模及数控加工,实现了CAD与CAM无缝连接.     

楔横轧内直角台阶精确轧齐曲线的研究

在分析楔横轧内直角台阶成形过程中各种主要几何影响因素的基础上,建立了符合实际的内直角台阶成形阶段的几何模型和数学模型,并将楔横轧内直角台阶成形过程分为3个阶段。利用轧件表面各参数方程建立了各部分体积的求解积分式,计算出各阶段轧件螺旋斜锥体的体积,根据体积不变原理,得到精确的楔横轧直角台阶轧齐曲线。     

水泵叶轮在激光选区熔化成型加工中的几何误差研究

以316L不锈钢金属粉末为原料,利用激光选区熔化成型技术试制某潜水泵用叶轮。针对水泵叶轮激光选区熔化成型加工中出现的几何误差,分析水泵叶轮出现几何误差的原因。通过设计工艺试验,探究水泵叶轮在激光选区熔化成型加工中几何误差的产生规律,建立水泵叶轮的几何误差模型,确定引起水泵叶轮成型精度的主要因素有:切片处理产生的误差、激光深穿透产生的误差、外边框凸起产生的误差、材料收缩变形产生的误差、粉末的杂质引起误差和成型缸升降产生的误差,采用后处理和补偿成型缸位移量,解决水泵叶轮几何误差。研究结果表明:当成型缸位移量为0.02823 mm时,所成型的水泵叶轮加工精度符合制造要求。