铝合金半球壳体旋压成形工艺分析

以铝合金半球壳体为研究对象,分析了铝合金半球壳体冲压预成形和旋压成形工艺。结果表明,旋压件和冲压预成形件的形状越接近,冲压预成形件的工作效率也就越高,冲压件成形工艺优势也就越明显。在旋压成形过程中,5A06铝合金的类似环筋结构具有较大的变形抗力,一道次普旋成形的结果是变形过程中零件发生了反挤现象;为了改进成形工艺,可以增大减薄率,将普旋道次增加到3次,同时向前移动普旋起点。     

旋轮轨迹和工艺参数对多道次拉深旋压成形质量的影响研究

多道次拉深旋压成形工艺复杂,旋轮轨迹与工艺参数的选取及其之间的匹配直接影响旋压件的成形质量和尺寸精度。因此,研究不同的旋轮轨迹和工艺参数对多道次拉深旋压成形的影响具有重要的意义。以Al6061和SPCC材料为研究对象,通过试验对比研究了不同轨迹的道次曲线和工艺参数对多道次拉深旋压成形质量的影响。结果表明:在其它工艺参数相同的情况下,采用凸凹圆弧往返进给无道次贴模推进的旋轮轨迹时,所获得的旋压件壁厚最均匀;采用此种旋轮轨迹时,旋轮安装角和进给比越大工件越容易起皱。     

薄壁筒形件多道次滚珠旋压成形机理研究

为研究多道次成形条件下薄壁筒形件滚珠旋压的成形机理,采用实验和有限元法相结合对薄壁筒形件多道次滚珠旋压的应力应变、旋压力和成形性进行了分析。结果表明:各道次下的等效应力和等效应变都是由旋压件的内表面向外表面逐渐增大,且随着旋压道次数的增加,等效应力和等效应变也都是逐渐增大;每道次的轴向旋压力随着滚珠行程的增加而增大,且各道次的旋压力也逐渐增大;多道次滚珠旋压时,由于采用较小的壁厚减薄量和材料的加工硬化,金属易于稳定流动,能够保证管坯的轴向伸长。因此,通过多道次滚珠旋压可实现大减薄量薄壁筒形件的旋压成形。     

工艺参数对多道次拉旋应力应变分布的影响规律

多道次拉深旋压成形工艺复杂 ,工艺参数的选取及其之间的匹配直接影响着旋压件的成形质量和尺寸精度 ,因此 ,研究不同工艺参数对应力应变分布的影响 ,对于提高成形件质量和成形极限具有重要意义。本文采用弹塑性有限元法对多道次拉旋成形过程进行了模拟 ,讨论了不同工艺参数对应力应变分布的影响规律。本文的研究结果为工艺参数的确定与优化提供了依据。     

Ti2AlNb合金薄壁壳体多道次强旋成形有限元模拟

针对Ti₂AlNb合金旋压加工的实际工况与特点,基于有限元软件的动态、显式模块建立了Ti₂AlNb合金薄壁壳体强旋成形的三维弹塑性模型,并解决了多道次旋压模拟过程中涉及到的应力集中过大,变形不均性等问题。基于该数值模型,对旋压工艺进行了优化,并分析了不同道次下旋压件变形区的应力应变状态。模拟结果表明：道次的增多会导致应力集中现象发生,同时应变增大,造成旋压件变形不均匀、贴膜性不好,采用道次间退火工艺可减小应力集中与变形不均匀性。通过与旋压试验过程中出现的开裂、起皱等缺陷进行对比,验证了多道次强旋成形有限元模型的准确性。     

铝合金板温成形流变应力模型的建立与应用

为实现铝合金Al5083-O温成形的数值模拟与合理制定其成形工艺参数,研究了Al5083-O铝合金板在不同温度和应变速率条件下的温成形特性.引入Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述Al5083-O铝合金板温成形时的流变应力与变形温度和应变速率之间的关系,建立了预测这种铝合金在温成形条件下应力-应变曲线的数学模型.计算结果与试验数据吻合较好,证实了Al5083-O铝合金板温成形流变应力预测模型的正确性.     

薄壁铝合金封头旋压成形工艺研究

应用ANSYS软件对薄壁铝合金封头冷旋压成形过程进行了弹塑性有限元数值模拟.通过对球冠部分和翻边部分第1道次各阶段的应力应变分析,揭示了其成形时的塑性变形流动规律,并分析了几种主要工艺参数对成形质量的影响规律及失效问题产生的原因.研究结果表明：薄壁铝合金封头冷旋压成形的主要失效形式是翻边部分的外缘起皱,控制皱纹产生的有效方法是采用弯边措施增加外缘法兰的刚度、选择合适的第1道次倾角和采用较小的进给比.     

薄壁内外齿形件旋压成形机理

针对内外齿形件在旋压成形时容易出现齿形角不对称、齿侧壁厚分布不均及齿顶圆角填充不饱满的问题,采用数值模拟与成形试验相结合的方法,对薄壁内外齿形件旋压成形时的应力与应变分布、材料变形特点以及材料流动情况进行了研究;通过总结应力、应变分布规律及材料变形规律,揭示了其成形机理。结果表明:薄壁内外齿形件旋压成形过程是剪切变形与挤压的复合成形;成形过程中接触区域均处于三向应力状态;内外齿稳定成形区域处于平面应变状态,口部裙边与底部飞边为压缩类应变状态;因内外齿形的形状特点,旋压成形时材料变形具有周期性、不均匀性和不对称性的特点;材料整体流动与旋轮啮合方向一致。     

2024铝合金高温损伤模型的建立及其应用

针对2024铝合金在其高温拉伸过程中颈缩现象显著,实验测得的应力-应变曲线并不能准确反映材料的真实应力应变关系的问题,通过分析高温拉伸曲线中的流变软化现象及微观组织演化规律,认为动态回复和损伤是导致材料软化的主要机制,提出了一种"去耦合"方法求解真实应力-应变曲线。采用由Avrami方程求解所得的动态回复曲线作为高温下"无损伤"2024铝合金的应力应变关系,并引入Johnson-Cook损伤模型描述2024铝合金高温损伤演化过程。利用ABAQUS有限元模拟软件,集成上述应力应变关系和损伤模型,预测了2024铝合金拉伸断裂和方盒件热拉深成形破裂过程。其预测结果和实验基本一致。     

普旋道次曲线轨迹对成形影响分析

板坯拉深旋压是弹塑性变形过程,变形过程受众多复杂物理条件及几何变形条件影响。而道次曲线形状及旋轮运动轨迹是影响成形的关键因素。本文通过使用ＸＫ２０－１ 型数控／录返旋压机编制各种不同形状的道次曲线进行普旋加工,分析其结成形的影响,并提供合理道次成形曲线以供参考。     

GH4169高温合金锥形机匣冷旋成形规律

针对高温合金因室温加工硬化现象严重而导致旋压成形时易产生的破裂、表面波纹等缺陷,以锥形机匣构件为研究对象,探究其冷旋成形规律。基于Simufact平台建立了有限元模型,采用模拟与实验相结合的研究方法,模拟分析了多道次旋压过程中机匣构件等效应力和等效塑性应变的变化规律、壁厚的分布特征及工艺参数(道次间距p、旋轮进给比f、芯模转速n)对旋压件壁厚的影响,揭示了其成形规律。结果表明：工件顶部平板区Ⅰ区的等效应力、等效塑性应变沿径向突变,且边缘在中后期出现一定的应力集中和变形;斜壁区V区的等效应力、等效塑性应变沿轴向分层分布,沿周向分布均匀,且随着旋轮的进给和道次的增加而逐渐增大,最大值均位于工件端部Ⅳ区。斜壁区V区的壁厚总体呈先减小后增大的趋势,中部过度减薄,工件端部Ⅳ区壁厚达到最大值;壁厚均匀性随旋轮进给比和道次间距的增大呈上升趋势,芯模转速对壁厚影响不显著。实验结果与模拟分析一致,验证了模拟研究的可靠性。     

曲面薄壁异形件旋压成形工艺研究

针对一种复杂曲面薄壁异形件的旋压加工，通过不同方案从强旋、普旋两方面做了工艺研究。从旋压件贴模、壁厚、旋压道次、裂纹等方面做了对比试验，结果表明：异形件旋压加工中普旋、强旋同时存在；未贴模状态下预成形以普旋为主效果良好，同时可减少模具工装，经济性好；本工艺方案综合应用普旋、强旋方式，降低了生产成本，提高了生产效率。     

旋轮加载轨迹与方式对多道次普通旋压成形的影响

建立了符合实际多道次普通旋压三维仿真模型,在进行毛料多道次普通旋压成形过程有限元模拟与实验验证的基础上,研究旋轮轨迹与方式对旋压件成形过程及质量的影响。结果表明,轨迹的变化对成形质量有较大的影响,在直线轨迹、圆弧轨迹、渐开线轨迹3种轨迹中,渐开线轨迹对成形质量最好,轨迹有渐压和无渐压,均有其各自的优缺点,需要综合利用,可得到优越的旋压轨迹。     

AA5182-O铝合金成形极限在二次拉深中的应用研究

对AA5182-O铝合金进行了钢模胀形,获得了常温下AA5182-O铝合金成形极限曲线。对该材料进行了单次拉深和二次拉深试验,并将拉深失稳周边极限应变点和试验成形曲线进行了对比。结果表明,AA5182-O铝合金TD方向的成形极限曲线低于RD方向的成形极限曲线,且该材料的成形极限曲线整体向右移动;二次拉深成形性能好于单次拉深成形性能,相对于单次拉深,两者邻近失效部位极限应变值基本相同且和试验成形极限曲线接近,而二次拉深周边的应变点得到了充分变形且没有跳跃式变化。     

曲面构件外环约束无模旋压新工艺

为了有效解决大径厚比曲面构件在传统旋压过程中出现的法兰起皱失稳缺陷以及减少生产模具带来的高昂成本,提出了外环约束无模旋压新工艺,并分析了该工艺成形的基本原理。运用合适的工艺窗口,采用多道次逐次逼近的旋压方式得到目标成形件,并对目标件的壁厚均匀性和轮廓精确性进行实验研究。分析表明:在加工过程中,不同的旋轮轨迹路径会导致成形件的中心下沉缺陷;而加载合适的旋轮轨迹得到的目标成形构件的壁厚遵循中心较厚,边缘较薄的分布规律,沿成形件母线上的各点的实际壁厚均位于理论壁厚上下限之内,壁厚均匀性良好且无明显缺陷。     

大直径薄壁铝合金封头剪切旋压成形研究

应用ABAQUS/Explicit软件平台建立了大直径薄壁铝合金封头剪切旋压成形过程的有限元数值模型,通过数值模拟对大直径薄壁铝合金封头在剪切旋压过程中的应力应变分布进行了分析,获得了工艺参数对成形质量的影响规律为:随旋轮圆角半径R、旋轮进给比f及芯模转速n的增大,旋压件的不均匀变形度呈增大趋势;随旋轮圆角半径、旋轮进给比的增大,旋压件壁厚极小值逐渐减小;随芯模转速提高,壁厚极小值增大,旋压件壁厚极大值对工艺参数的变化不敏感。在此基础上确定了优化工艺参数为:R=12 mm,f=1 mm·r~(-1),n=40 r·min~(-1),并进行剪切旋压成形试验,获得了质量合格的Ф2600 mm大直径薄壁铝合金封头样件。     

基于数值模拟的小应变差筒形件旋压成形方法研究

为了获得变形均匀的筒形件,提出采用有限元数值模拟方法对错距旋压、等距旋压和对轮旋压三种强力旋压成形工艺方案进行分析,介绍了三种强力旋压成形工艺方法及其原理,并制定了相应的成形工艺方案。以20钢筒形件为研究对象,采用MSC.MARC有限元软件,对三种不同的强力旋压成形过程进行了数值模拟。结果表明,旋压成形后工件的内外表面存在一定的应力及应变差;采用对轮旋压所获得筒形件内外表面应力应变差远小于错距旋压及等距旋压,采用等距旋压成形时筒形件内外表面应力应变差最大。     

基于Forge的皮带轮旋压成形仿真分析

分析了某型皮带轮的旋压成形原理,运用有限元软件Forge建立了皮带轮旋压成形仿真分析模型,对其在不同旋压时间下的成形形状、等效应力、等效塑性应变及材料分布特性进行了仿真。结果表明:随着旋压不断进行,高速旋轮不断对皮带轮毛坯进行挤压,皮带轮槽逐渐成形;等效应力及等效塑性应变逐渐增加,最大值基本分布在轮槽上,工艺参数对皮带轮旋压成形材料分布均匀性影响较大。     

凸模加载速度对某航空导管双翻边成形不均匀变形的影响

为解决5A02薄壁铝合金导管的不均匀变形影响其成形质量的问题,基于有限元仿真,并结合理论和实验方法,对5A02铝合金管件端头多道次双翻边的不均匀变形进行了深入研究.解决了该成形过程中有限元建模关键技术,建立了导管多道次双翻边成形有限元仿真模型,基于该模型获得了真应力-真应变规律;并提出了不均匀变形度表征方法,研究获得了...     

基于Abaqus软件二次开发技术筒形件旋压过程研究

应用Python环境下Abaqus二次开发的自动化技术,试图解决多道次旋压成形筒形件的有限元模型自动生成这个问题.通过有限元模型的参数化设计,确定了这些参数的编程方式及其有限元模拟分析的应用程序.以Ti-50A筒形件为算例,实现了多道次旋压成形的有限元模型参数化.包括建模、确定材料参数、截面属性、加载条件、确定接触、计算及其后处理直至生成完整的数据报表.