基于有限元模拟的7050超硬铝合金筋板锻件流线缺陷分析

由于7050铝合金筋板锻件对成形工艺的精确性要求较高,在成形过程中极易产生流线缺陷。为了揭示筋板锻件穿流、涡流等流线缺陷的形成规律,以工字形截面锻件为例,采用有限元模拟锻件的工字形截面成形过程。通过对成形过程速度场的研究,发现筋板根部容易产生穿筋裂纹,筋板顶部容易产生涡流。与矮筋型毛坯相比,采用高筋型毛坯利于提高金属充填模腔时变形流动的均匀性,能从根本上解决工字形截面锻件产生穿流缺陷。     

基于响应面法的汽车发电机磁极锻造成形工艺多目标优化

针对汽车发电机磁极锻造成形过程中出现的填充不满、成形载荷过大、局部应力过大等缺陷,采用Deform软件对磁极锻造成形过程进行数值模拟分析。以降低未填充率、成形载荷和局部应力最大值为优化目标,以坯料直径、锻件温度、挤压速度和摩擦条件为优化变量,通过4因素5水平的中心复合试验,采用响应面法进行建模分析,最终得到3个优化目标的二阶响应面模型;对所建立的模型进行方差分析,通过模拟试验验证了该模型的准确性和可靠性。实际生产表明:采用优化工艺参数组合可以得到成形缺陷较小的磁极锻件,锻件成形精度可以达到±0.5 mm;成形载荷和局部应力最大值得到降低;提高了模具寿命及生产效率。     

基于正交实验的H型截面铝合金锻件多目标成形优化

为了提高H型截面铝合金锻件的变形均匀性,减少流线折断等缺陷,采用正交实验法确定实验方案,采用DEFORM-2D数值模拟软件对方案进行仿真模拟。以锻件最后的充填性,变形均匀性和纤维折断为多目标评价标准,分别研究设计因素对成形目标影响的主次顺序,并通过综合平衡法得到了工艺参数的最佳水平组合,以此进行有限元模拟验证。验证结果表明,该优化方法能够获得满足质量要求的H型截面铝合金锻件。     

长轴类T形截面锻件自由锻成形过程分析

利用Deform软件对长轴类T形截面锻件自由锻成形过程进行了有限元分析,对成形模具结构进行了优化并对成形过程中可能出现的缺陷进行了预测和分析。根据模拟结果,增大下模长度可显著增加成形过程中金属沿锻件轴向流动的摩擦阻力,从而提高锻件两侧凸耳的填充效果。     

预压对大型铝合金壳锻件成形的影响

文章对某大型铝合金XB11壳锻件进行了成形工艺分析,并根据2618铝合金锻造特点,结合生产实际,制定了一套成形工艺方案。基于XB11壳锻件进行CAD参数化实体三维造型,根据有限元法基本原理,利用有限元数值模拟软件DEFORM-3D,对XB11壳锻件热成形工艺过程进行模拟。由初步模拟结果,分析研究了在成形过程中所出现的折叠缺陷产生的原因。通过进一步优化预压坯,获得了能够锻出合格锻件的合理预压形状。优化后的成形工艺方案经试验证明可行,为生产出高质量的大型铝合金壳体锻件提供了科学的依据。     

基于响应面法的大型铝合金锻件的多目标成形优化

以大型铝合金锻件为研究对象,以锻件的应变均匀性及锻造变形力作为评价指标,提出了采用正交实验并进行响应面法建模分析,得到了二阶响应面模型。通过数值模拟验证模型准确性,可用于后续优化。求得目标函数设计空间中的最佳工艺参数组合为:飞边槽高度3.56 mm、锻造温度451℃、摩擦系数0.35和成形速率7.25 mm·s-1。采用Deform对优化后的工艺参数进行验证,优化后锻件的成形均匀性较好,并可以降低锻件成形载荷。根据优化结果,对铝合金锻件进行生产试制,结果表明,通过多目标优化后得到的锻件尺寸及性能均满足要求,设备成形载荷能较好地满足要求。     

基于Deform-3D的花键轴叉热锻成形工艺优化

针对花键轴叉锻件传统锻造工艺耗料多的问题,提出立式预锻、杆部热挤成形的预锻成形方法,给出了立式预锻的模具结构设计,并对热挤预锻模具进行了参数优化,解决了充填不足的问题,最终锻出低能耗、低料耗、高生产率的合格锻件。基于Deform-3D有限元分析软件模拟观察到花键轴叉锻件的成形过程,准确分析出缺陷形成的原因和工艺优化后锻件成形效果。通过实际生产验证了模拟结果的可靠性,在优化预锻件脱模斜度和终锻模具桥部参数后,生产效率提高至少20%,料耗节省约15%,终锻模具磨损量降低约25%,模具寿命得到明显提升。     

T2/20双金属复合管的弯曲变形规律及参数优化北大核心CSCD

双金属复合管由于基覆管材料的力学性能差异较大,使其在弯曲过程中的变形机理较单管更加复杂,其壁厚减薄和截面畸变等缺陷的变化规律也较单管有所不同。为了揭示双金属复合管的弯曲变形机理,获得质量较好的双金属复合弯管,通过有限元模拟研究了T2/20双金属复合管弯曲成形过程中成形参数对壁厚减薄和截面畸变的影响,在此基础上基于响应面法分析了成形参数间交互作用的显著性,并对成形参数进行优化,获得了最优成形参数组合。结果表明:相较于其他成形参数,相对弯曲速度大于1.0后,壁厚和截面不会发生明显变化;相对弯曲速度与相对弯曲半径间的交互作用对壁厚减薄、截面畸变的影响较其他因素的交互作用更加显著;最优成形参数组合为e=5.66 mm,μ_(m)=0.05,μ_(p)=0.30,V_(p)=1.05,R/D=2.41。     

6061铝合金深孔连接锻件模锻成形模拟研究

针对某深孔连接锻件用材料6061铝合金,进行热压缩试验,获得不同应变速率和温度下的流变应力曲线,并通过数据拟合得到该合金流变应力方程;基于DEFORM-3D有限元软件对6061铝合金深孔连接锻件折叠缺陷进行模锻模拟分析。模拟结果表明,锻件成形过程形成弯曲弧面,从而造成金属压缩折叠。通过对原始坯料形状进行改进,即增加预锻,解决了折叠缺陷问题;同时对原始模具结构进行改进,即增加飞边槽,使金属更容易充满模腔;分析优化坯料温度、模具预热温度、摩擦因子等对锻件成形的影响,从而确立较佳的变形参数。试验验证结果表明,锻件成形质量较好,模拟优化较合理。     

某档位齿轮坯精锻成形模具结构参数的数值模拟分析及优化

针对某档位齿轮坯在闭式精锻成形过程中径向筋部出现的充填不饱满和折叠的缺陷,为了优化金属的流动性,改善筋部的填充情况,获得性能优良的合格锻件,运用正交实验和有限元结合的方法,分析了模具筋部拔模斜度α、圆角半径R对成形过程的影响,得出了极限模具结构参数图。分析了不同区域模具结构参数对成形质量的影响,确定在区域D中的参数条件下,锻件无明显的充不满和折叠缺陷,并优选拔模斜度为1.3°、圆角半径为3 mm进行了实际生产验证。研究结果表明:锻件质量良好,筋部端面平整,底部无折叠缺陷,实际锻件与数值模拟结果相吻合。     

基于Deform的石油钻杆接头温挤压成形工艺参数优化

为了对石油钻杆接头温挤压成形过程的参数进行优化,基于Deform软件模拟了它的成形过程。通过正交试验,选取锻件初始温度、挤压速度及摩擦系数三个因素,对目标函数等效应力最大值、等效应变最大值及温度差的模拟结果进行了显著性分析,绘制了工艺参数与目标函数的关系曲线图。通过分析得到最优工艺参数组合为:温度800℃,挤压速度50 mm/s,摩擦系数0.3。     

基于正交试验的铝合金筋板类锻件成形工艺参数多目标优化

为了获得更好的铝合金筋板类锻件锻造成形工艺参数,采用正交试验和有限元模拟技术对锻造成形工艺参数进行了多目标优化。以铝合金筋板类锻件成形载荷和金属流动速度作为评价指标,分析成形速率、坯料温度、摩擦系数、飞边槽桥部宽度和高度对锻件质量的影响。并用极差分析法分别得到成形载荷和流动速度的最优工艺参数。最后利用多目标综合平衡法,获得成形载荷和金属流动速度的工艺参数组合,并对最优工艺参数进行了验证。     

6082铝合金散热器折叠缺陷预测及精锻工艺优化

"折叠"是铝合金精锻件的常见缺陷。利用Deform-3D软件对汽车用6082铝合金散热器精锻成形过程进行模拟,结合成形过程中金属的流动规律及应力应变分布,分析了铝合金精锻过程中折叠缺陷产生的原因。结果表明:模具设计不合理、坯料轮廓选择不当、压下量过大、润滑不均匀等,均可造成金属流动不均匀,以及局部金属充满饱满后回流造成折叠缺陷。通过优化工艺参数、坯料轮廓及模具结构,模拟和实验均获得了无缺陷的6082铝合金散热器精锻件。     

结合齿预锻件的精密锻造成形工艺探讨

汽车变速箱的结合齿精密锻造成形工艺是汽车零部件的一种新型制造工艺。为了解决热锻预成形时锻件定位凹槽对齿形充填及金属折叠的影响,应用数值模拟软件对结合齿精密锻造的预锻件成形工艺进行模拟研究。通过优化预锻工序模具的关键参数来降低终锻工序的载荷,使终锻工序载荷由28546 k N降到21883 k N。并进行了结合齿的热锻成形试验,试验结果表明,优化工艺参数后改善了结合齿锻件的充填质量并避免了折叠缺陷,试验结果与模拟结果相吻合,证明了该新工艺在实际应用中的可行性。     

长轴类大变截面复杂锻件精确成形缺陷控制

针对长轴类大变截面复杂锻件精确成形过程中存在充不满和模具寿命低的问题,采用数值模拟技术与生产试制结合的方法,研究了某微车四拐曲轴精确成形过程中上述两种缺陷形成的原因,提出了一种通过设计适合的预锻模来控制成形过程中金属流动状态、避免充不满和减少锻模磨损的方法。在该预锻模中,采用阻力墙形式构造飞边槽,采用凸形连皮结构连接多个大变截面。通过优化预锻模具的结构参数改善金属在模膛内的充模状态,实现长轴类大变截面复杂锻件精确成形过程中的缺陷控制。结果表明,在预锻模具中距模具型腔的位置为10mm设置斜度为10°,间隙1～2.5mm的阻力墙并采用中间厚度为18mm的凸形连皮连接各个变截面,可以将四拐曲轴终锻模具的寿命由原来的每套4500件提高到每套7800件,将材料利用率由原来的66.2%提高到88.3%。     

30Cr2Ni4MoV钢压裂泵阀箱异向性控制锻造技术

压裂泵阀箱因其使用工况特殊,不仅各向力学性能要求很高,且要求横向性能与纵向性能尽可能接近;然而,阀箱锻件为矩形截面轴类锻件,在锻造生产过程中由于金属纤维流线的存在,难以保证锻件的横向性能与纵向性能一致。针对锻件异向性的影响因素,对此类锻件的成形特点和锻造工艺现状进行了分析;以控制锻件金属流线为核心思路,对现有锻造成形工艺进行了优化,采用合锻换向和三向镦粗拔长的工艺改善了锻件异向性。为进一步提升阀箱锻件各向性能和同批次锻件性能的均匀性,结合空心类锻件成形特点和性能优势,创新性地提出将矩形截面轴类锻件转换为环圈锻件来锻造成形的工艺技术。通过实际生产,验证了该工艺技术的有效性和先进性。     

端盖闭式模锻数值模拟分析

以端盖锻件的热闭式模锻成形为例,采用数值模拟方法,对锻件的成形过程中的各项宏观变化规律,如损伤,载荷,温度场等进行了揭示,预测了锻件的宏观缺陷.同时,对其成形中的动态再结晶过程进行了模拟.从微观的角度揭示了锻造过程中工艺参数对微观变化的影响规律.     

预制坯对航空类铝合金H型锻件截面组织流线的影响

针对航空类铝合金H型锻件成形过程出现的穿流、变形不均匀等缺陷,以Deform软件为平台,研究不同筋部高宽比预制坯对铝合金H型锻件成形过程中金属流线及晶粒尺寸的影响。研究结果表明,预制坯高宽比越小,锻件出现穿流缺陷越严重;预制坯高宽比越大,锻件出现穿流的几率越小,但锻件截面晶粒尺寸分布越不均匀。     

工字形截面成形时回流折迭的研究

文章用动力学模型导出了工字形截面成形时判断是否会产生回流折迭的半定量判据.通过塑性泥模拟试验表明,理论与实验值吻合很好.并比较理论值与航空锻件标准中所推荐的一组经验数据,证明两者有很好的一致性.     

利用有限元仿真技术优化模具结构

建立起精锻件模具结构优化的数学评估模型,结合有限元仿真技术对不同模具结构参数(凹模入口角、工作带长度、锥形角等)下的金属成形过程进行分析,找出最佳的模具结构参数组合,从而达到实现模具结构优化的目的。最后,本文还以汽车球头销锻件为例,对球头预成形工序锥形角大小的控制进行分析,证实该方法的科学性和有效性。