焊管冷弯回弹曲线方程构建及工艺优化

目的 研究316L奥氏体不锈钢板材JCOE弯曲卸载回弹和应力分布特征,对预弯曲量实施相应补偿,以提高弯曲成形精度。方法 基于弹塑性变形理论,利用有限元模拟研究各关键成形参数对板材弯曲卸载回弹的影响规律,将影响指标线性/非线性拟合叠加,构建回弹曲线方程。结果 板料回弹量与上模下压量、下模开口量呈线性关系,与上模下行速度、摩擦因数呈指数关系。结论 优化后的最佳冷弯成形工艺参数如下:上模下压量为12 mm,下模开口量为150 mm,上模下行速度为4 mm/s,摩擦因数为0.15。对于径壁比值≤10的板料成形,理论计算得到的弯曲回弹量与实测平均值吻合较好,构建的模型可以为实际生产奠定理论基础。     

平面应变板料拉弯成形回弹理论分析

基于平面应变假设,采用服从Hill平方屈服准则和指数强化材料模型,建立了板料拉弯成形回弹量预测的理论模型。应用该模型计算了一个拉弯成形回弹实例,分析了单位宽度切向拉力、凸模圆角半径、摩擦因数及各向异性参数对板料回弹量的影响。分析结果表明,只有当中性层偏移距离超过板厚的四分之一时,增大切向拉力才能有效地控制板料回弹量,而且弯曲半径越大,增大切向拉力控制板料的回弹量越为有效,然而拉力不能无限制的增大,它的计算准则为板料最外层的等效应变应不大于极限应变。同时还表明,摩擦因数对板料回弹量的影响随切向拉力的增大变得更为显著,而各向异性参数对板料拉弯成形回弹量的影响也较为明显。与有限元数值模拟预测结果的对比表明,理论模型预测板料拉弯成形回弹量与有限元数值模拟结果很接近。     

DP800 双相高强钢折弯及回弹研究

目的针对高强度钢板成形过程中的回弹问题,研究工艺参数对回弹的影响规律,优选工艺参数组合,以获得回弹较小的V形件。方法采用dynaform软件对V形件进行成形及回弹的数值模拟,以摩擦因数、模具间隙、冲压速度、凹模圆角半径等工艺参数为自变量,以回弹前后水平距离差最大值为因变量,设计了四因素三水平的正交试验方案,研究多个工艺参数对回弹影响的规律。结果实验结果表明,V形件回弹值大小随着摩擦因数的增大呈现减小趋势;随着模具间隙、凹模圆角半径的增大,回弹值呈现增大的趋势;而冲压速度对V形件回弹的影响较小,且工艺参数影响V形件回弹大小的主次顺序为模具间隙、摩擦因数、凹模圆角半径、冲压速度。结论优选工艺参数组合为:摩擦因数为0.2、模具间隙为2.6 mm、冲压速度为1200 mm/s、凹模圆角半径为12 mm,此时回弹水平距离差最大值为0.566 mm,最大减薄率为1.40%;实际生产可以忽略冲压速度对回弹的影响,仿真结果对实际生产具有指导意义。     

考虑材料参数变化的高强钛管数控弯曲回弹行为研究

目的研究钛管数控弯曲回弹角、回弹半径的变化规律,揭示回弹角和回弹半径变化特征的形成机制。方法基于有限元软件平台,建立考虑收缩应变比-弹性模量变化的Ti-3Al-2.5V钛管数控弯曲成形及回弹全过程的有限元模型。结果回弹角随弯曲角和相对弯曲半径的增加而增加;回弹半径在弯曲角小于30°时,随弯曲角的增加而先变化很小,后显著增加;弯曲角大于30°时,回弹半径随弯曲角的增加而逐渐减小。回弹半径随相对弯曲半径的增加而增加。弯曲角越大,应力分布区域越大,回弹变形越大;相对弯曲半径越大,弯管中处于弹性变形的区域占总变形区域的比例较大,回弹变形越大。结论考虑两参数变化时对回弹角和回弹半径的变化趋势无显著影响,但获得的回弹角和回弹半径均大于忽略两参数变化时的值;考虑收缩应变比-弹性模量变化时,弯曲变形区沿外脊线的拉应力大于忽略两参数变化时的拉应力,卸载回弹时,管材发生大的弹性恢复,表现为回弹角和回弹半径的增加。     

基于 AHP 与灰色系统理论的隔热件成形回弹控制优化

目的汽车隔热件的冲压成形过程比较复杂,成形工艺参数较多,实际生产难以准确地建立起工艺参数与质量目标之间的联系,研究工艺参数对成形质量及回弹的影响为实际生产提供指导必要而有意义。方法对模具间隙、凹模圆角半径、摩擦因数等影响回弹的因素进行正交试验,设计了试验方案,获得了成形零件的回弹数据;结合层次分析理论(APH)计算了成形工艺参数对多质量目标的权重,最后利用灰色系统理论,计算出了成形质量相对目标函数的关联度,再进行进一步计算获得各成形工艺参数的平均关联度,将优化后的工艺参数应用于有限元仿真与实验验证。结果通过层次分析理论和灰色系统理论对成形工艺参数进行优化,获得了优化工艺参数组合,隔热件成形质量明显提高,回弹量控制在较小范围内。结论当模具间隙为0.805 mm、凹模圆角半径为12 mm、摩擦因数为0.125时,回弹前后距离差Δd=0.918 mm、回弹前后夹角差Δα=0.340°,回弹得到有效控制。     

汽车 U 形隔热板冲压回弹控制

目的解决隔热板成形常见问题以及预测回弹量的大小。方法以有限元分析软件Dynaform为基础,研究毛坯尺寸、压边力、拉延筋布置以及摩擦因数对隔热板成形性的影响。结果得出了隔热板的较佳成形工艺参数。结论通过修正模具和改善工艺来不断地改善回弹,能准确地预测回弹量的大小。优化后的回弹量分别为Δd=0.918 mm,Δα=0.340°,回弹量得到了有效的控制。     

三销轴叉精整底部裂纹产生和防护

三销轴叉精锻件是汽车等速传动系统中的关键零件,其头部内、外腔形状复杂,尺寸精度要求高,故一般采用温锻预成形+冷精整成形复合成形技术,而预成形温锻件设计不合理,在冷精整成形中,存在内腔底部薄壁处出现裂纹的问题。利用数值模拟技术,分析了三销轴叉冷精整型腔底部区域成形过程的成形力、应力、应变的变化,对预成形温锻件进行了优化,设计了不同的入模角,入模角的起始点位于内腔基准平面之上。工程实践后,优化后的预成形温锻件在冷整形后,口部内腔底部没有裂纹产生,流线连续,获得较为理想的精锻件。证明优化后的预成形温锻件,经冷精整成形后,精锻件产品质量显著提高,可有效防止裂纹产生。     

增量成形内凸螺旋波纹管研究

目的 研究增量成形螺旋波纹管过程中,工具头的单次压下量与摩擦因数对成形质量和极限的影响规律,优化成形工艺参数。方法 通过ABAQUS有限元模拟和实验相结合,对各个成形工艺参数进行有限元模拟;使用前端直径为8 mm的成形工具头对外径40 mm、壁厚0.8 mm的304不锈钢进行增量成形螺旋波纹管实验研究。结果 不同摩擦因数对成形极限影响较小,对成形质量有较大影响。单次进给量为0.1 mm,摩擦因数为0.02时,螺纹深度极限可以提高10.5%。模拟和实验都验证了工艺参数的合理性。结论 摩擦因数一定的情况下,单次压下量越小,成形力越小,螺纹深度极限越大。     

应用FEM与圆环镦粗实验测定TC4钛合金高温变形时的摩擦因数

采用圆环镦粗与有限元模拟相结合的方法测定了TC4钛合金高温变形时摩擦因数.利用有限元模拟确定了摩擦因数的理论标定曲线,采用圆环镦粗实验确定圆环内径变化百分比与圆环高度压缩百分比的关系曲线,将圆环镦粗后的内径减小百分比与模拟得到的摩擦因数理论标定曲线进行对比,发现TC4钛合金在干摩擦和玻璃润滑剂的条件下摩擦因数分别为0....     

端部摩擦约束对混凝土单轴动态压缩强度影响分析

混凝土宏观力学行为与其微/细观结构密切关联,考虑内部结构非均质性的影响,假定混凝土是由骨料、砂浆基质及界面过渡区组成的复合材料,建立了考虑端部摩擦约束的混凝土细观力学模型。以单轴压缩情况为例,针对不同的端部约束条件,模拟了中低应变率水平下混凝土的动态压缩行为,分析了端部摩擦约束对混凝土动态压缩力学特性尤其是动态强度的影响机理。数值结果表明:1相同加载速率下,混凝土动态压缩强度随端部摩擦因数的增大先增大,后逐渐趋于平稳;2端部摩擦约束效应改变了混凝土的单轴受力状态及损伤分布,对混凝土单轴压缩强度的提高有明显的贡献;3端部摩擦约束条件相同时,摩擦贡献因子随应变率的增大呈减小趋势,且端部摩擦因数越大,减小的趋势越明显。     

Study on the tribological properties between the aluminum alloy 7050-T7451 and the YG8 cemented carbide

The ball–disc friction experiments are performed by applying the YG8 cemented carbide ball and the aluminum alloy 7050-T7451 plate under high speed and high load, and then the wear depth of the groove was observed using white light interferometer. The average contact normal stress was calculated by the depth of the groove. The relationship between friction coefficient and average contact normal stress as well as sliding velocity is fitted with Minitab. It shows the friction coefficient decreases with the increasing of the sliding velocity and the average contact stress. The results provide certain theoretical basis to build the friction model and finite element model of machining Al alloy.     

考虑晶粒尺寸影响的硬度预测模型

目的研究了晶粒尺寸对冷成形过程中材料硬度变化的影响。方法通过不同的退火处理,获得了具有不同晶粒尺寸的材料。采用压缩试验、压痕试验和有限元模拟相结合的方法,研究了不同初始晶粒尺寸条件下材料硬度与等效应变的关系。结果初始晶粒尺寸d对材料初始硬度HV0、硬化系数K、硬化指数n有较大影响,随着晶粒尺寸的增大,它们呈减小趋势。同时提出了一个考虑晶粒尺寸影响的硬度预测模型,并进行了实验验证,硬度的预测值与测量值吻合较好。结论该模型能准确预测具有不同初始晶粒尺寸的材料在冷成形过程中的硬度分布。     

三叉杆式万向联轴器的平均传动效率分析

为获得三叉杆式万向联轴器的平均传动效率，分析了三叉杆式万向联轴器输入轴上滑块的运动规律。首先，在滑块中心建立辅助坐标系，求出滑块在它与导向槽接触面中心相对导向槽的滑动速度以及滑块中心相对导向槽的滑动速度；其次，利用摩擦功率损失与速度的关系式，推导出三叉杆式万向联轴器的瞬时传动效率；最后，通过积分得出三叉杆式万向联轴器平均传动效率的表达式。通过分析发现：三叉杆式万向联轴器的平均传动效率与摩擦系数、输入轴与输出轴偏转角、叉杆半径和回转半径有关，平均传动效率随着摩擦系数、偏转角、叉杆半径的增大而减小，随着回转半径的增大而增大。该结果可为三叉杆式万向联轴器的设计和应用提供重要理论依据。     

瓦楞纸板楞形参数对力学性能的影响

目的 研究瓦楞纸板楞形参数对力学性能的影响规律,以达到在保证力学性能的基础上,减少材料的使用,降低生产成本。方法 在国标规定的范围内,均匀选取了瓦楞纸板的楞宽、楞高以及楞峰半径的实验值,设计单因素实验,推导出芯纸压缩比系数公式。利用有限元方法进行准静态压缩试验,得出瓦楞纸板的边压强度以及边压强度与压缩比系数的比值。结果 压缩比系数随楞宽和楞峰半径的增加逐渐降低,随楞高的增加逐渐增高,楞宽的影响程度最大,其次是楞高,楞峰半径最小;边压强度随楞宽的增加逐渐降低,随楞高的增加整体趋势为逐渐增高,边压强度随楞峰半径的增加,其变化波动较大,在楞峰半径为1.3 mm时边压强度最大。边压强度与压缩比系数的比值在单因素变化的情况下,楞宽为3.4 mm时最大,楞高为3.75 mm时最大,楞峰半径为1.3 mm时最大。结论 瓦楞几何参数对瓦楞纸板的边压强度和压缩比系数均有明显的影响,所以选择合适的几何参数组合可以在保证强度的基础上降低材料的使用量。     

Cu-Cr粉体致密化颗粒变形及粒子流动三维数值模拟

基于MSC.Marc有限元软件对Cu-Cr粉体颗粒的单、双向致密化过程进行了细观数值模拟分析。研究了不同压制方式及摩檫系数对Cu-Cr粉体颗粒致密度及形貌变化的影响。结果表明:随着摩擦系数的增大,单向压制Cu-Cr粉体颗粒的致密化程度越高,摩擦系数为0.5时,单向压制的Cu-Cr粉体颗粒最高致密度为96.4040%;随着摩擦系数的减小,双向压制Cu-Cr粉体颗粒的致密化程度越高,在无摩擦理想条件下,双向压制Cu-Cr粉体颗粒致密度最高为89.1630%。在相同条件（摩擦系数、压制力）下,单向比双向压制Cu-Cr粉体颗粒有较高的流动性和致密度,Cu颗粒的应变量差值为1.3385,但双向致密化Cu-Cr粉体颗粒比单向压制的粒度均匀性好。模拟结果与实验结果相符合,验证了模型的准确性。      

Analysis of laminated crack defect in the upsetting process of heavy disk-shaped forgings

Using nonlinear finite element method, a thermo-mechanical coupled simulation model for the formation mechanism of the laminated crack defect has been established in the upsetting of heavy disk-shaped forgings. Through numerical simulation, the distributions of stress, equivalent strain and strain rate were analysed. Meanwhile the distribution diagram of stress state evolution was obtained, and the uncoordinated deformation, under tri-lateral compression, is determined as the main reason leading to laminated crack defect. To reveal the characteristics of the uncoordinated deformation, the variations of each variable and its gradient in numerical simulation were presented, and a combined prediction model of laminated crack defect were proposed based on degree of deformation and gradient of deformation speed. Subsequently, the morphology and distribution of laminated crack were obtained in the centre of forging using the prediction model. Comparison of calculation results and experimental data indicates that both of them match well. In addition, the effect of friction coefficient on the deformation is also presented. The results show that the decreasing of friction coefficient is an effective measure to restrain the laminated crack defect.     

开缝衬套孔挤压残余应力场数值计算研究

本文基于有限元技术模拟了开缝衬套挤压和直接芯棒挤压两种孔挤压工艺,对比研究了两种不同工艺导致的孔壁材料轴向流动和孔壁残余应力场。结果表明：开缝衬套挤压可有效抑制材料向挤出端流动,这在飞机夹层孔结构挤压中可减小夹层间隙尺寸;衬套开缝对应孔壁区域残余应力有突变,但仍然是对抗疲劳有利的压应力,而非拉应力;开缝衬套挤压挤入端孔边是压应力,而直接芯棒挤压是拉应力;相同干涉量条件下两种工艺引入的残余压应力峰值近似,但开缝衬套挤压残余压应力场域较直接芯棒挤压增大了约1 mm.     

大型饼类锻件镦粗过程形变力学演变研究

针对大型饼类锻件夹层裂纹缺陷形成力学机理问题,采用非线性有限元模拟技术,建立了圆柱锻件镦粗过程的热力耦合分析模型.通过模拟计算,分析了H/D>2时镦粗过程中各向应力场、等效应变、应变速度以及形变梯度分布规律,得出了镦粗过程锻件内部应力状态演变分布图.研究结果表明:对于大型饼类锻件,夹层裂纹缺陷不能从应力状态得出合理的解...     

Measurement of in plane residual displacement due to interference fitting by TV-holographic interferometry

Experimental measurements of the in plane residual displacement field surrounding the cold expanded holes in aluminium plates of 100mm × 100mm × 10mm were made using the technique of TV-holographic interferometry. A special cold expansion fixture was designed to produce precise radial interferences of 0.015mm and 0.025mm at the hole walls. The experimentally determined displacement fields were compared with those obtained by finite element predictions. The experimental results showed good agreement with those obtained by finite element analysis. These results demonstrate that the TV-holographic interferometry technique can be used as an effective technique for general deformation investigations.