铝合金矩形管绕弯件尺寸精度的试验研究

铝合金矩形管绕弯成形时,截面畸变及回弹等问题严重影响弯曲件的几何精度,为了控制铝合金矩形管绕弯成形时弯曲件的尺寸精度,本文采用试验与理论相结合的方法研究了材料屈服强度及相对弯曲半径对矩形管截面畸变与回弹的影响.结果表明:随着屈服强度的增加,截面畸变及曲率半径回弹率也增加,但垂直径向方向的截面畸变变化相对较小;随着相对弯曲半径的增加,径向方向截面畸变及曲率半径回弹率逐渐减小,垂直径向方向截面畸变相差甚微.这为提高铝合金矩形管绕弯精度提供了有效途径.     

工艺参数对防护梁绕弯成形的壁厚影响研究

目的 探究"日"字形截面型材绕弯成商用车防护梁时工艺参数对型材壁厚的影响,以提高防护梁制件的产品质量.方法 基于有限元仿真分析,利用正交试验设计模拟出不同工艺参数配比下型材的成形过程,并对型材弯曲段外侧壁厚减薄量和内侧壁厚增厚量进行极差分析.结果 工艺参数中弯曲半径和芯模的芯头个数对外侧减薄率和内侧增厚率影响极大,其余参数相对影响较小.依据正交试验结果 并综合分析,最终确立了较好的防护梁绕弯成形方案,并通过试验验证了模拟结果 的有效性.结论 证明了选择合适的工艺参数配比可以显著减轻型材的壁厚变化,从而极大提高防护梁制件的产品质量.     

不同温度加载模式AZ31镁合金型材张力绕弯成形数值模拟

采用三维弹塑性热力耦合有限元法实现了薄壁U形AZ31镁合金型材的温热张力绕弯成形的数值模拟,分析了4种温度加载模式下型材温热张力绕弯成形过程的温度场和应力场的变化。从模具预热、绕弯前温度场均匀化处理、随动热源的添加等方面实现了型材绕弯过程中温度场稳定性的提高。结果表明,绕弯前型材均匀化10s为最佳时间,随动热源的添加及模具的预热均减小了绕弯过程中型材与外界的热交换。分析了不同温度加载模式下型材内外侧等效应力及温度场的变化。模拟结果可以对AZ31镁合金型材张力绕弯成形工艺的优化提供参考。     

复杂截面型材力控制拉弯成形数值模拟分析

复杂截面挤压型材的高精度拉弯成形是制造框架式车身的关键技术.本文基于动态显式有限元软件PAM-STAMP,针对一种典型的框架武车身用复杂截面挤压型材,对其力控制方式的直进台面式拉弯成形进行了数值模拟研究,对比分析了两种截面形状的型材截面畸变和回弹随补拉力增大的变形规律,并得到了摩擦系数对成形精度的影响.数值模拟结果表明,增加型材截面的变形刚度,可以显著地减小截面畸变和回弹;增加补拉力,增大了截面畸变但减小了回弹;增大摩擦系数,截面畸变量减小而回弹增加.     

基于绕弯成形工艺的铝型材截面优化研究

异形多腔铝型材在绕弯成形区会出现严重的截面畸变,截面两侧形成宽度差,不满足平面度要求.为解决这一问题,本文采用数值模拟和实验的方法,对绕弯成形特性进行研究,并通过优化截面特征减小了成形后两侧面的宽度差.研究表明:仿真能够有效预测实际成形状态,成弧半径值、包角值及回弹角值的仿真与实际误差分别为6.7％,0.5％和11％.成形区仿真与实验所得外弧面宽度分别为79.42及79.00 mm,内弧面宽度分别为82.76及82.90 mm,误差为0.17％.通过优化产品截面得出:增强壁厚的方式不能够抵抗成形过程中立筋向内倒塌的趋势;采取增加微小凸台的方法,使得成形后右侧面宽度差由1.60 mm减小为0.90 mm,左侧面宽度差由1.74 mm减小为0.50 mm,两侧凸台能够有效地抑制立筋向内倒塌.经分析凸台位置最大主应变为0.21,未超过材料延伸率22％,满足强度要求.在8％的增重比约束范围内,优化方案增重1.8％,明显提升了成形工艺性.     

芯模对双脊矩形管绕弯成形截面畸变的影响

采用芯模可有效减小双脊矩形管绕弯成形过程中的截面畸变,并提高弯曲管件的成形精度.因此基于ABAQUS/Explicit有限元软件,建立了可靠的双脊矩形管绕弯成形三维有限元模型,研究获得了芯模对截面畸变的影响规律.结果表明:沿截面宽度、高度、外脊宽度和双脊高度的最大变形量均位于管坯的棱线上;沿弯曲方向,管坯宽度、高度和双脊高度的最大变形量均出现在60°附近截面上,外脊宽度的最大变形量出现在20°附近的截面上;随着芯头个数的增加、芯头和管坯间隙的减小及其摩擦因数的减小,管坯宽度、高度和外脊高度的最大变形量均减小,而外脊宽度的最大变形量略有增大或基本不变.     

抽芯对H96薄壁矩形波导管绕弯成形回弹的影响

基于ABAQUS软件平台,建立了考虑弹性模量变化的H96薄壁矩形管绕弯回弹预测模型,模拟研究了考虑弹性模量随塑性变形的变化和不考虑弹性模量变化对回弹预测精度的影响,并试验验证了模型的可靠性.基于所建模型,模拟研究了抽芯参数对H96黄铜薄壁矩形管绕弯成形回弹角的影响规律及抽芯前后截面尺寸的变化规律.结果表明:采用变弹性模量的回弹预测模型可有效提高回弹预测精度14.9%;随着芯棒与管坯摩擦系数增大,回弹角减小;抽芯次数增加,回弹角先减小后趋于稳定;抽芯速度增大,回弹角先减小后趋于稳定;抽芯后的截面回弹有助于使各截面变化量趋于均匀.     

铝合金矩形管拉弯成形过程的数值模拟

采用动力显式有限元程序Pam-Stamp2000对铝合金矩形管的一种拉弯成形过程进行了模拟,分析了模具最大作用力、管材截面畸变、成形件回弹的变化规律.模拟结果和文献给出的实验结果相当吻合,即模具最大作用力、管材截面畸变均随预拉力的增加而增加,而成形零件的回弹随预拉的增加而减小;相同预拉状况下,增加壁厚有利于减小截面畸变.此外,数值模拟给出了模具对管材作用力及管材夹持端轴向拉伸作用力随模具行程的变化规律,揭示了本文的拉弯实质上是一种非恒定轴向作用力(呈渐增趋势)的拉弯成形方式,这与本文的解析结果高度一致.     

铝合金型材拉弯成形回弹的有限元模拟

对回弹进行有效预测与控制是提高型材弯曲件精度的关键.为了分析轴向作用力对拉弯制件回弹的影响,采用动力显式有限元仿真软件Pam-Stamp2000对中空矩形截面铝型材AA6082(T5)转臂式拉弯成形过程进行了数值模拟,并与实验结果进行了对比.结果表明:增加预拉可以减小制件的回弹,但预拉达到一定水平后,继续加大预拉力对减小回弹将基本不起作用;当预拉不充分时,增加补拉同样有利于减小制件的回弹,但过大的补拉力对于减小回弹几乎没有任何帮助.可见,型材拉弯成形制件的回弹不仅与加载顺序及加载程度密切相关,同时也受到材料应变硬化特性的制约.     

焊缝强度对薄壁焊管绕弯起皱及壁厚的影响

在薄壁焊管绕弯成形中,焊管起皱及壁厚分布受焊缝相对基体材料强度的影响.提出了焊缝相对强度因子Sf的概念,以反映焊缝相对于基体材料的强弱性,并推导了其解析表达式,给出了适用于焊管的起皱趋势判断公式.同时,基于有限元模拟,分析了焊缝相对强度因子对焊管绕弯成形过程中起皱及壁厚变化的影响规律.研究表明:1)当焊缝相对强度因子S...     

材料性能和相对壁厚对管材助推弯曲影响的分析

在管材弯曲成形系列研究中,针对管材弯曲过程中助推工艺对弯管横截面畸变和壁厚减薄进行有限元分析。 利用有限元方法分析了在不同材料、不同相对壁厚条件下,助推对弯管横截面畸变和壁厚减薄的影响,并推导出不计截面畸变时的壁厚减薄率公式。 结果表明,在管材弯曲过程中,对不同材料和相对壁厚的管材,助推可缓解管材横截面畸变,减小外侧壁厚减薄程度。 此外,随相对壁厚减小,助推对截面畸变和壁厚减薄的缓和程度均有所增加。 对于较易发生塑性变形的材料,助推工艺的壁厚减薄缓和作用明显,而对于不锈钢,则在截面畸变方面缓和作用明显。     

增加车门对列车车体垂弯动刚度的影响

针对增加车门的纯车体垂弯动刚度进行研究,用试验的方法得出参数一致车门不同车体的1阶垂弯模态,在未知车体截面几何尺寸、质量及其分布的情况下,利用模态试验结果计算出1阶垂弯动刚度,并采用分段三次Hermite特插值进行拟合。研究表明,车门结构不同的纯车体截面垂向位移和1阶垂弯动刚度呈“W”型分布,增加车门后,纯车体垂弯动刚度变化较大。该结果在车体动刚度设计中有一定的意义。     

Minimum vertical load on masonry walls – a realistic view / Mindestauflast auf Mauerwerkswänden – eine realitätsnahe Betrachtung

To transfer bending moments in building components consisting of a material without tensile strength always requires a simultaneously acting normal force. Accordingly, masonry walls exposed to horizontal loads (e.g. wind) require a minimum vertical load, so that the resultant stress at the mid‐height of the wall remains the same within the cross‐section. As part of the A2 amendment to DIN EN 1996‐3/NA, this verification of walls subjected to low vertical loads, such as outer walls on the top floor exposed to high wind load was implemented in the National Annex. Part 3 of DIN EN 1996‐3 includes a similar standard regulation for verification of the minimum vertical load, which is based on an arch effect within the wall cross‐section. Based on this technical background and taking into account the main influencing parameters, a verification model is presented here which realistically describes the load‐bearing behaviour of unreinforced masonry walls subjected primarily to bending. Apart from the bending moments due to wind load, an initial eccentricity of the wall as well as second order effects due to wall deformations also have to be taken into account. In addition, a simple approximation equation is provided for the practical determination of the required minimum vertical load.     

不同材料型材拉弯成形性的比较

介绍了型材拉弯成形性的比较方法,通过数值模拟,建立不同型材的拉弯成形性图,用于评估截面畸变等缺陷产生的难易;以某轿车门框复杂截面型材为例,进行了AA6060-T4和TRIP800两种型材拉弯成形性的对比,表明铝合金型材比钢型材具有更好的拉弯成形性,可得到较高的成形精度,有利于轿车车身轻量化设计.     

Centrifugal separation in tube and disc geometries: experiments and theoretical models

The centrifugal separation of particles or droplets in dispersions is important in a variety of applications, e.g. mineral processing, water and waste water treatment, multistep processing of nanomaterials and biotechnology. Despite numerous studies in the past, separation processes of concentrated dispersions driven by gravity or centrifugal forces are not yet completely understood. Centrifuges can be subdivided into two categories: (1) centrifuges operating with tubes of constant cross section and (2) centrifuges operating with disc or cylinder rotors whose cross-sectional area changes with distance along the axis of rotation. This paper investigates the sedimentation process in centrifuges of these two categories experimentally and theoretically. Based on models for the separation of polydisperse dispersions in centrifugal field numerical calculations were carried out including the conversion of the time dependent concentrations profiles into light transmission profiles. The changes in the dispersion concentration profiles during the sedimentation process were monitored in situ by space- and time-resolved NIR light extinction profiles (STEP-Technology) obtained by multisample analytical centrifugation. Cells having constant and increasing cross sections were used. Results show that the velocity of the boundary between supernatant and dispersion as well as the alteration of the concentration measured radially in the centre of the cells do not depend on the geometry of the cells within the experimental errors. The sediment height in cells with increasing cross section is smaller compared to cells with constant cross section. The simulated sedimentation process is in good agreement with measured data for diluted and concentrated silica suspensions. Based on these results the sedimentation processes in disc or cylinder process centrifuges can be predicted from laboratory tests using analytical centrifugation.     

Step Pultrusion

The pultrusion process is an efficient technology for the production of composite material profiles. Thanks to this positive feature, several studies have been carried out, either to expand the range of products made using the pultrusion technology, or improve its already high production rate. This study presents a process derived from the traditional pultrusion technology named ??Step Pultrusion Process Technology?? (SPPT). Using the step pultrusion process, the final section of the composite profiles is obtainable by means of a progressive cross section increasing through several resin cure stations. This progressive increasing of the composite cross section means that a higher degree of cure level can be attained at the die exit point of the last die. Mechanical test results of the manufactured pultruded samples have been used to compare both the traditional and the step pultrusion processes. Finally, there is a discussion on ways to improve the new step pultrusion process even further.     

竖直管道内冰浆流体流动特性的数值模拟

为研究竖直管道内冰浆流体流动特性,采用基于颗粒动力学理论的两相流双流体模型,通过CFD模拟研究了竖直管道内冰浆流体的等温流动过程。结果表明,在竖直管道内冰浆湍流输送过程中,流速沿管道中心轴线处近似呈对称分布。当冰浆流速较低时,管道截面处冰粒子的速度分布梯度较小,浓度分布趋于均匀,而随着冰浆流速升高,冰粒子的流场及浓度场均呈现出一定的梯级分布:管道近壁面处冰粒子浓度较低,而管道中心处冰粒子浓度较高,并在略偏于管道中心轴线位置处冰粒子浓度达到峰值。竖直管道内冰浆流体的流向变化对速度分布影响较弱,但对冰粒子浓度分布会产生一定影响,进而使得冰浆流体的管道压降在不同流向时存在着一定差异。     

装配整体式网格剪力墙压弯承载力计算方法

通过6榀装配整体式网格剪力墙试件的低周反复荷载试验,研究了预制墙板竖向钢筋连接方式、竖向接缝形式,布筋方式对墙体抗震性能及压弯承载力的影响,试验结果表明:6榀墙体均发生以竖向边缘构架破坏为主的弯曲型破坏;预制墙板竖向钢筋采用预埋件焊接时,能有效提升墙体的承载力;预制墙板竖向接缝形式对墙体的承载力影响不大;井字形布筋墙体的承载力及延性略大于其他类型布筋墙体。基于平截面假定,充分考虑预制墙板可靠连接钢筋作用,忽略未连接钢筋作用,建立墙体在开裂、屈服、峰值、极限状态弯矩-曲率计算方法,并对影响其各阶段承载力计算公式的因素进行分析。结果表明,所建立的弯矩-曲率计算公式能较为准确地描述装配整体式网格剪力墙各阶段的荷载-变形关系,计算值与试验结果吻合较好。     

2.5维机织复合材料经向拉伸弹性模量预测与试验验证

采用沿经向切片积分的方法计算2.5维机织复合材料的宏观经向拉伸弹性模量, 与试验结果和传统的体积平均合成方法进行了对比, 分析表明, 本文中的方法能够有效提高传统体积平均法的预测精度。利用文中的方法分析了2.5维机织复合材料沿在机织循环过程中的经向拉伸弹性模量分布情况, 并且对相关机织结构的2.5维机织复合材料进行了试验研究。研究发现, 经纱弯曲程度较小的直联结构和添加平直经纱的衬经结构能够有效提高2.5维机织复合材料的经向拉伸弹性模量, 并且能够改善经向拉伸应力-应变曲线的非线性。