拧螺栓和拧螺母对螺纹轴向预紧力的影响研究

为了研究拧螺栓和拧螺母对轴向预紧力的影响,基于被连接件材料为钢-钢、钢-铝连接结构,将六角法兰面螺栓和六角法兰面螺母分别压钢状态进行拧紧试验,并利用超声波预紧力测量仪监测拧紧实现的轴向预紧力,结果表明拧螺栓较拧螺母实现的预紧力大。经分析导致该现象主要原因为螺栓法兰面实际锥度比螺母法兰面锥度小,即螺栓法兰面较螺母内外圈高度差小,导致前者支承面摩擦内径更小,同目标扭矩条件下扭矩系数小则转化的轴向预紧力更大。结合有限元分析,验证实测样件法兰面不同锥度受载条件下的应力分布情况,钢板最大应力集中位置为支承面摩擦内径,与试验结果相吻合。     

基于Deform与Isight的六角法兰面螺栓冷镦模具设计与优化

金属塑性成形行业中产品研发阶段延续着传统模式开发手段,通过多次的试模和修模达到模具结构参数的优化,导致产品试验周期长、效率低、模具材料的制造成本高等问题。针对六角法兰面螺栓的六角头成形工艺,建立有限元模型并完成动态仿真,确定优化目标为模具磨损深度和模具最大应力,设计因素为挤压速度、顶模摩擦因数、底模摩擦因数及顶模锥角角度。通过Isight优化软件建立正交实验方案,最终得到六角法兰面螺栓冷镦模具优化结果。文中研究结果对螺栓类零件的冷镦加工及相关成形设计及结构优化具有指导意义。     

螺母凸焊工艺研究

采用正交试验法，选用M4、M6、M8凸六角螺母与1mm钢板进行凸焊性能试验研究，分析了影响凸焊质量的主要因素，确定了螺母凸焊的最佳工艺参数，凸焊接头质量良好且工艺稳定，凸点与钢板的连接为固相连接，接头抗扭强度达到了生产要求。     

添加钛中间层的SiCp/Al复合材料脉冲激光焊接工艺参数的研究

对Si Cp/Al复合材料脉冲激光焊接工艺进行了研究。制定了一种以成形比为衡量因素的焊缝成形评价标准,研究了影响焊缝成形质量的激光参数,通过正交试验得到了最优参数组合。结果表明,对成形比影响最大的是脉冲高度和脉冲宽度,其次是激光频率和焊接速度。在脉冲高度32%,脉冲宽度3 ms,频率30 Hz,焊接速度200 mm/min时,焊缝成形质量最好。     

薄壁六角螺母冷镦过程中模具磨损模拟分析及参数优化

以薄壁六角螺母工位四冷镦下冲头模具为例,基于Archard磨损模型采用DEFORM-3D软件对下冲头磨损进行分析。选取冲压速度、摩擦因子、模芯圆角、初始模具硬度4个主要影响因素,以降低模具磨损量为目标设计4因素5水平的正交试验。结果表明,冲压速度对该下冲头磨损影响最为显著,然后依次为摩擦因子、模具硬度、模芯圆角。通过极差和方差分析法,对4个因素进行优化,得出最优组合工艺参数,并验证了采用优化参数可大幅降低模具的磨损量,延长下冲头使用寿命。     

基于Dynaform的圆筒拉深件数值模拟

以Dynaform为模拟分析平台,对典型圆筒件拉深成形过程进行了模拟。用正交实验的方法评定了压边力、冲压速度、凸凹模间隙三个因素对零件成形质量的影响,并得到一组优化的参数值。圆筒件拉深成形相关参数的最优值压边力为20kN,冲压速度为2000mm/s,凸凹模间隙为1.1mm。     

基于Dynaform的薄壁阶梯筒形件拉深过程研究

针对08Al冷拉钢板成形薄壁阶梯筒形件过程中存在的工艺难题,运用Dynaform模拟软件对阶梯件的拉深成形过程进行了对比分析,揭示了压边力、坯料直径、摩擦因数等工艺参数对法兰区成形质量及各区域壁厚分布的影响规律,最终确定了符合设计要求的优化方案。     

凸包形状对服务器机箱刚度的影响及凸包成形优化研究

以服务器机箱底座的凸包作为研究对象,应用Creo软件对椭圆形、矩形和阶梯形三种凸包形状的服务器机箱进行静态分析,得到机箱最大变形量依次为3.02 mm、2.42 mm和2.13 mm,表明阶梯形凸包能够更好地提高服务器机箱刚度。应用Dynaform软件模拟阶梯形凸包的成形过程,以圆角半径、凸包斜度和台阶高度三个结构参数作为试验因素来设计正交试验,研究不同结构参数对凸包成形质量的影响,并得到优化后的结构参数组合为圆角半径1.0 mm、凸包斜度10°、台阶高度2.0 mm。     

基于正交试验和能量转换的精密级进模多步拉深成形研究

应用正交试验方法,采用Dynaform对精密级进模多步拉深成形进行有限元数值模拟。结合能量转换原理,研究各步拉深中凹、凸模圆角半径、拉深高度以及压边力等工艺参数对成形件厚度和回弹的影响,并找出各因素影响的主次顺序。以射频(RF)连接器的壳件为例,通过上述方法优化各步成形参数,用以指导模具设计。     

汽车引擎盖外板拉延成形工艺参数优化研究

针对汽车引擎盖外板拉延成形容易产生起皱、破裂、拉延不充分等缺陷的问题,对影响引擎盖外板成形质量的工艺参数进行了研究。运用单因素变量法,研究了压边力、凸凹模间隙、摩擦因数、拉延筋高度、冲压速度对引擎盖外板拉延成形的影响;提出了一种基于正交试验法和极差分析法,以最大减薄率为优化目标,获得了最优工艺参数组合,确定了各因素对引擎盖外板最大减薄率影响主次顺序的优化方法,并对试验结果进行了方差分析,得出了影响最大减薄率的显著因素;应用优化后的工艺参数进行了模拟仿真,获得了良好的拉延成形效果。研究结果表明:使用最优工艺参数组合进行试模,获得的引擎盖外板最大减薄率为19.585%,最大增厚率为1.047%,成形质量较好;应用基于正交试验法的数值模拟技术能够提高引擎盖外板成形质量,减少试模次数、缩短生产周期、降低生产成本。     

基于响应面法内燃机整体式连杆热锻模具失效分析

以内燃机整体式连杆作为研究对象,基于数值模拟技术,以动模滑移速度、表面温度和表面压强为动模磨损量的判断依据,预测动模磨损位置;基于正交试验和响应面法,对桥部高度、模具硬度、摩擦系数和模腔边缘圆角进行多因素离散试验,预测内燃机整体式连杆动模磨损量;对优化结果连续进行10次数值模拟,绘制拟合曲线,计算动模使用寿命.试验结果表明,动模位置1所属区域为磨损最严重区域,响应面优化后动模磨损量预测最优值为1.28013×10-5mm,对应的参数组合为桥部高度1.8mm,模具硬度HRC60,摩擦系数0.3和模腔边缘圆角2.0mm.该参数组合下,模拟动模磨损量最优值为1.342×10-5mm,该动模磨损量方程拟合数据均符合边界要求,模型数据可信度高,误差仅为4.61％,可得内燃机整体式连杆动模寿命为4186次,符合生产要求.     

汽车前围下横梁冲压成形工艺参数试验研究

优化金属冲压成形的工艺参数对提高汽车零部件质量尤为重要,以汽车前围下横梁为例,选择压边力、凸凹模间隙以及板料尺寸以正交试验的方法对成型件的质量进行优化研究,以拉薄率、面位置间隙作为结果考察依据,试验结果表明:压边力为6MP,凸凹模间隙为1.8mm,板料尺寸为(320×815)mm的汽车前围下横梁工艺参数是最优组合;优化的试验结果说明,合理的工艺参数可在节省材料的同时降低板料的拉薄率和回弹造成的影响,增加成型件的安全性与可靠性,对零件生产有指导意义。     

基于正交试验的梭床冷挤压过程数值模拟分析

基于Deform-3D对梭床的冷挤压成形过程进行数值模拟。通过正交试验的极差法和方差法,以最大成形载荷和凸模磨损量为目标变量,分析凸模材料硬度、挤压速度和润滑系数等关键参数的影响,从而获得最优工艺参数组合方案:凸模材料硬度为65HRC、润滑系数为0.1、挤压速度为30mm/s。利用最优工艺参数进行二次数值模拟,并对比了优化前后的最大成形载荷和凸模磨损量,以达到冷挤压最优效果,并通过折叠角和损伤因子分析得出满足此锻件的冷挤压成形要求,为实际的锻造生产过程提供理论指导。     

TC4钛合金轴类件楔横轧力能参数影响因素的分析

应用DEFORM-3D有限元软件对TC4钛合金轴类件楔横轧进行建模,系统分析坯料直径、成形角、展宽角、断面收缩率等工艺参数对轧制过程中力能参数的影响规律,确认工艺参数对轧制力矩影响的主次顺序。模拟分析结果表明:轧制力矩随成形角的增大而减小,随展宽角和坯料直径的增大而增大,随断面收缩率的增大而先增大后减小;对楔横轧力能参数影响最大的工艺参数是坯料直径,其次是成形角和展宽角,断面收缩率影响最小。通过TC4钛合金轧制试验,验证了模拟分析结果的正确性,为TC4钛合金轴类件的设计提供了参考。     

差速器盖热挤压过程数值模拟

根据差速器盖的特点,分析差速器盖的热挤压成形工艺,以DEFORM-3D为模拟工具对其进行数值模拟。通过正交试验的极差法和方差法,以最大成形载荷为目标变量,分析温度、成形速度和摩擦因数等关键参数,从而获得最优工艺参数组合,即坯料始锻温度为1 200℃、摩擦因数为0.3、成形速度为400mm/s。利用最优工艺参数进行数值模拟,探究最大成形载荷及其优化前、后的变化,达到降低载荷的目的。通过DEFORM-3D的数值模拟功能优化试验条件,为实际生产提供了理论依据。     

DOGAL 800DP镀锌高强钢数控C02激光焊接工艺参数的优化

采用正交方法优化试验方案,对DOGAL 800DP镀锌高强钢进行激光焊接试验,并对激光焊接试样进行了多种焊接质量的检测.结果表明:数控CO2激光焊接1.5 mm厚镀锌高强钢时,在试验条件下保证焊缝成形、强度和质量的优化工艺参数是以氮气作为保护气体,同轴气流量为3.0 m3·h-1,激光功率1300 W,离焦量-0.4 mm,焊接速度0.80 m·min-1,侧吹气流与水平方向成40°夹角,侧吹气流量2.1 m3·h-1.     

基于正交试验的半球形拉深成形工艺参数优化

以某半球形TA1钛合金拉深成形件为例,通过ABAQUS有限元软件建立了拉深成形三位模型和数值模拟正交试验方案。以是否破裂和起皱为衡量指标,探究凹凸模间隙、拉深速度和压边力对拉深成形件质量的影响,结果表明:起皱现象主要出现在压边区域不影响成形件质量,对底部最小厚度的影响从大到小依次为拉深速度、压边力以及凹凸模间隙。基于正交试验结果设计优化方案,得到最优工艺参数组合并将其应用于实际生产得到表面质量较好的拉深成形件,结果表明:基于正交试验对拉深成形工艺参数优化的方案可行,可以为企业生产提供指导,具有一定的工程应用价值。     

浅析多楔带轮旋压成形工艺优化

多楔带轮在旋压成型工艺过程中，旋轮容易出现黏结、磨损、轮齿断裂、齿根和齿面开裂、R圆角塌陷等缺陷。上述缺陷的形成很大程度上是因为旋轮在成形过程中承受了较大的成形载荷，从而导致旋轮发生严重的磨损甚至破裂，不仅影响零件的成形质量，也降低了模具的使用寿命。尤其是齿形旋轮受损更严重。因此，有必要对多楔带轮旋压工艺中的齿形成形进行工艺优化，以达到降低齿形旋轮所受载荷、提高旋轮使用寿命的目的。本文采用正交试验方法，然后结合有限元软件对各组试验进行模拟，从而获得一组最优方案：主轴转速为500r/min，旋轮进给速度为0.5mm/s，旋轮直径为220mm，并用物理试验验证了最优方案的合理性与再现性。并将该最优方案在旋压机上进行试验验证，旋制出了满足产品质量要求的多楔带轮。     

基于响应面法的双楔角环垫螺栓法兰接头多目标优化研究

双楔角环垫螺栓法兰接头作为一种新型自紧式密封结构,不仅密封性能稳定可靠,而且法兰结构紧凑、重量更小,可以节省大量材料。将有限元法和最优化方法结合起来,可以很好地实现双楔角环垫螺栓法兰接头的多目标优化设计。采用正交试验设计和响应面法来确定法兰结构参数的几何尺寸组合,利用大型有限元分析软件Abaqus对法兰不同结构参数进行建模计算,并拟合响应面模型,然后通过MATLAB优化设计方法,得到法兰最优尺寸参数。计算结果表明,优化后的双楔角环垫主面最大接触压力增加26.5%,双楔角环垫从面最大接触压力增加11.2%,法兰重量减轻31%。     

模具参数对轴向冷挤内花键挤压成形力的影响

通过对轴向冷挤内花键的数值模拟,研究了模具参数对挤压成形力的影响,发现模具的工作长度对挤压成形力的分布有明显影响,较短的模具会产生一定的残余挤压应力;模具的导向长度除了影响挤压成形力外还直接影响零件的质量,在挤压过程中刮出余料;以挤压过程中毛坯受到的平均载荷为参考,在选定范围内挤压角的大小与挤压成形力成正比。根据模拟试验的结果选定了各参数在预定范围内的最优参数值;针对初始设计的模具端面形状容易造成挤压成形力过大的问题,优化了模具端面形状,发现带有梯形模面形状的模具产生的挤压成形力比初始模具小30%,成形质量也更高。