坯料壁厚对曲线回转外形筒体辊挤成形的影响

针对辊挤成形,利用Deform-3D软件进行数值模拟,研究了坯料壁厚对曲线回转外形筒体成形的影响,分析了辊挤过程中坯料的等效应力以及载荷的特征。结果表明:随着坯料壁厚的增加,变形区面积增加、变形力也随之增大,金属流动越困难,不利于成形;随着坯料壁厚的增加,载荷增大、行程增大、辊挤成形设备承受载荷相对较大,成形设备寿命缩短;壁厚减薄量小于16. 5 mm时,成形初期金属流入飞边槽的体积少,中后期时金属逐渐充满型槽和飞边槽,产生的飞边大小一致,变形均匀;壁厚减薄量等于16. 5 mm时,金属不仅充满型槽和飞边槽,且流向辊缝,得到薄飞边,不利于2道次消除飞边。     

基于灰色系统理论的同步器齿环的成形工艺研究

针对铜质同步器齿环热精锻成形的材料利用率低、成形载荷大的问题,基于FORGE软件对齿环热精锻成形工艺进行研究。基于金属塑性成形理论,分析齿环成形过程中金属的流动规律。以坯料始锻温度、摩擦因数、坯料内径和坯料高度为变量,设计了4因素4水平正交试验,获得最大成形载荷、内外飞边径向尺寸数据。结合灰色系统理论对齿环热精锻成形工艺参数进行优化,获得最优工艺参数组合并进行工艺试验。试生产结果表明,齿环充填饱满、无折叠和开裂缺陷,材料利用率提高至63.73%,验证了优化工艺参数组合和灰色系统理论优化方法的可行性。     

基于正交试验的LED散热器冷锻成形工艺参数优化

利用FORGE-3D有限元模拟软件对LED散热器的冷锻成形过程进行模拟与分析,得到了1050铝合金零件在冷锻成形过程中的成形载荷与模具磨损变化规律。基于数值模拟和正交试验法,分析了摩擦因数、桥口圆角半径、挤压速度和锻件飞边厚度对成形载荷和模具磨损的影响规律。结果表明:4组因素中,飞边厚度对成形载荷的影响最大,挤压速度对模具磨损的影响最大。综合考虑4组因素的模拟结果确定了最优方案,即摩擦因数为0. 06、挤压速度为5 mm·s~(-1)、飞边厚度为0. 6 mm、桥口圆角半径为1. 5 mm。该研究为大功率LED散热器零件的实际生产及其相似零件的生产提供了参考。     

奥氏体不锈钢变薄拉深过程的数值模拟

利用有限元软件Deform-2D,对奥氏体不锈钢变薄拉深过程进行热力耦合的数值模拟,研究了凸、凹模与坯料间摩擦和变形速度对变薄拉深过程的成形载荷和坯料损伤的影响。模拟结果显示：当凹模与坯料之间的摩擦增大,成形载荷和坯料损伤明显增大;当变形速度增大,坯料损伤增大而成形载荷减小。上述结论为奥氏体不锈钢变薄拉深工艺优化设计提供了可靠的理论依据。     

封严圈锻造应力裂纹分析与预防

采用金相分析、断口分析、有限元模拟、试验验证相结合的方法,对某航空发动机封严圈锻件分模面位置裂纹产生的原因进行了分析和验证。结果表明:分模面转接R处裂纹的产生主要与预锻坯尺寸有关,如环形坯料局部厚度偏大,则模锻成形过程中局部多余金属形成飞边时,R处流动速度差异增大,附加应力也随之增大,当附加应力与外界作用的应力之和超出材料的强度极限时即产生裂纹。此外,模具飞边槽圆角半径r值和桥部高度尺寸偏小,会增大裂纹出现的倾向。改进环形坯料壁厚控制的工艺方法,最大壁厚不大于21 mm;模具飞边槽桥部高度增加至8 mm,圆角半径增大至5 mm,同时控制锻坯的加热过程、模具温度和润滑等可有效预防此锻造裂纹。     

Effect of Sheath Structure on Molybdenum Billet Forging Process

运用DEFORM-2D软件对钼坯料近等温包套镦粗成形过程进行了数值模拟,研究了壁厚、包套底厚对成形效果的影响。结果显示:相同变形量下,坯料的密度分布均匀性随包套壁厚的增大得以改善,随包套底厚的增加逐渐变差。包套壁厚不同时,随变形量的增加,密度分布均匀性都呈现先变差后变好的趋势,变形量达到80%时,坯料的密度分布最均匀。包套底厚不同时,当变形量小于62%,坯料的密度分布均匀性随变形量的增加先变差后变好,变形量大于62%,坯料密度分布随包套底厚的增加越来越均匀。     

包套结构参数对钼坯料锻造成形的影响(英文)

运用DEFORM-2D软件对钼坯料近等温包套镦粗成形过程进行了数值模拟,研究了壁厚、包套底厚对成形效果的影响。结果显示:相同变形量下,坯料的密度分布均匀性随包套壁厚的增大得以改善,随包套底厚的增加逐渐变差。包套壁厚不同时,随变形量的增加,密度分布均匀性都呈现先变差后变好的趋势,变形量达到80%时,坯料的密度分布最均匀。包套底厚不同时,当变形量小于62%,坯料的密度分布均匀性随变形量的增加先变差后变好,变形量大于62%,坯料密度分布随包套底厚的增加越来越均匀。     

单道次渐进成形锥形件壁厚均匀临界成形角的研究

基于ANSYS/LS-DYNA分析平台构建单道次渐进成形锥形件的有限元模型,利用数值模拟和实验方法研究单道次渐进成形锥形件的壁厚均匀临界成形角。通过研究不同成形角的锥形件,获得所用板料的壁厚均匀临界角,并分析了坯料厚度和轴向进给量对壁厚均匀临界角的影响。数值模拟结果和实验结果均表明,随着坯料厚度增大,壁厚均匀临界成形角逐渐增大,轴向进给量对壁厚均匀临界成形角影响基本无影响。     

坯料温度不均对高压气瓶反挤压件质量的影响

通过热压缩实验,得到了34CrMo4合金钢的应力-应变曲线,并根据此曲线建立了材料的峰值应力模型,即Z参数模型。同时,在高压气瓶反挤压工艺中,设置了坯料初始温度不均匀模型。基于有限元模拟技术,应用DEFORM-3D数值模拟软件,对坯料温度不均模型的反挤压过程进行了模拟计算。测量了成形件凸耳及壁厚差的大小,分析了坯料初始温度不均对热反挤压成形件凸耳及壁厚分布的影响。研究表明:随着初始坯料高低温度差的逐渐增大,凸耳高度增大,最大壁厚差也增大;随着反挤压的进行,凸耳高度迅速增加,到凸模下压量达到90%时,凸耳高度增长速度减缓;从反挤压件口部到底部,壁厚差逐渐减小。     

铝合金筒体侧向挤压润滑条件分析及润滑剂配比研究

润滑条件对铝合金筒体凸台侧向挤压成形有着重要影响。通过润滑条件对成形等效应变及凸模载荷影响的模拟、分析得出:当摩擦因数增大时,等效应变、筒壁变形和凸模平均载荷值增加,但凸模载荷波动减小。综合分析后确定:当摩擦因数为0.25时,具有较好的挤压效果。水基石墨润滑剂较适合于铝合金的等温挤压,为获得该摩擦因数,制取5种不同石墨含量的润滑剂,通过摩擦试验分析,确定摩擦因数。试验结果表明:当石墨含量为质量分数18%时,该润滑剂的摩擦因数为0.25,此配比较适合于铝合金筒体凸台的侧向挤压成形。     

离合器外齿毂冷挤压成形工艺参数多目标优化

针对某汽车离合器外齿毂冷挤压成形中出现的成形载荷大、材料利用率低和内花键圆角填充不饱满的缺陷,采用中心复合试验设计建立以入模半角、坯料壁厚、定径带长度和摩擦因子为优化变量,以成形载荷、坯料体积和内花键圆角间隙为优化目标的二阶响应面模型,并运用基于Pareto解的多目标遗传算法对模型迭代寻优,获得一组最优工艺参数:入模半角为26°、坯料壁厚为6. 8 mm、定径带长度为10 mm及摩擦因子为0. 10。有限元模拟和工艺试验验证结果表明:采用最优工艺参数能有效降低成形载荷并提高材料利用率,内花键圆角填充效果也得到了明显改善。试验结果与模拟结果基本吻合,验证了该优化方法的正确性。     

辊轮飞边槽开口角度对辊式成形筒体质量的影响

利用Pro-Engineer 3D构建了飞边槽开口角度为50°～110°的辊式成形模型,采用Deform-3D软件对辊式成形纯铝坯料的变形行为进行了有限元数值模拟。结果表明,当飞边槽开口角度从50°增大到110°时,飞边槽内金属变形均匀系数呈现先降低后升高的趋势;当飞边槽开口角度为50°时,产生的飞边最高,飞边槽内金属变形均匀系数最大,即变形最不均匀,第2道次整形后飞边处产生了折叠;随着飞边槽开口角度的增大,飞边的高度逐渐降低,第2道次整形后飞边处的折叠逐渐减少,飞边槽开口角度大于90°后折叠消失;当飞边槽开口角度为100°和110°时,由于飞边槽较宽,第2道次整形过程中部分金属流入整形辊轮飞边槽,造成整形后坯料壁厚不均匀。因此,飞边槽开口角度为90°左右时成形质量最好。     

1100-H14铝合金板冷冲锻成形过程的有限元模拟

金属板材冷冲锻成形是近年来发展起来的复合成形新技术,其特点是板材冲锻时不但完成零件形状的成形,还兼有局部结构的体积成形,如凸柱成形.针对带有凸柱的散热板基座,通过对1100-H14铝合金板材冷冲锻成形有限元模拟,探讨坯料厚度、坯料形状、摩擦因数及模具结构对凸柱成形的影响规律.结果表明:坯料越厚,越有利于凸柱成形;摩擦因数越大,越有利于凸柱成形;圆形坯料形状及带有背压的模具结构有利于凸柱成形.模拟结果与实验结果吻合.     

对半轴套管热挤压成形载荷影响参数的探讨

半轴套管属于长轴类空心锻件,根据零件的结构特点和使用要求,确定了热挤压成形工艺方案。采用有限元软件分析了成形载荷的影响参数,主要工艺参数包括坯料加热温度、挤压速度、模具预热温度和摩擦因数等。并运用了正交试验设计方法对模拟结果进行显著性处理。结果表明,挤压速度对成形载荷的影响最为显著,模具预热温度的影响则最小。通过试验验证了模拟的准确性,为实际生产提供了理论指导。     

组合摩擦对厚壁管件压弯成形的影响

在阐述了厚壁结构管件填充介质压弯成形工艺的基础上,建立了管件压弯成形过程有限元模型,研究了内外摩擦因数对管材弯曲成形过程中应力应变、成形载荷以及管壁厚度变化的影响。数值模拟结果显示:摩擦是影响管件成形的重要工艺参数。在管件的压弯成形过程中,摩擦力影响变形区的应力分布和金属流动,当选择适当的摩擦因数组合时,管件受到的应力与成形力均较小,壁厚均匀性较好。     

旋轮结构对高强钢筒形件流动旋压成形影响规律研究

基于ABAQUS/Explicit平台建立了DP600高强钢筒形件流动旋压有限元模型,获得了旋轮成形角、旋轮圆角半径对壁厚偏差和椭圆度的影响规律,并进行了试验验证。结果表明:壁厚偏差随旋轮成形角的增大而增大、随旋轮圆角半径的增大而减小;椭圆度随旋轮成形角和旋轮圆角半径的增大均呈先减小后增大趋势。最佳的旋轮型面参数组合为:旋轮成形角αρ=25°、旋轮圆角半径rρ=3mm,此时旋压件壁厚偏差为0.045mm、椭圆度为0.16mm。试验验证的结果表明,壁厚偏差的试验值与模拟值的误差仅0.003mm;椭圆度试验值与模拟值误差仅0.01mm。由此可见,所建立的有限元模型及模拟结果具有较高的可信度和准确性。     

轴盘类锻件的差温无模锻造有限元模拟分析

介绍了差温无模锻造技术在成形轴盘类锻件中的应用,分析了始锻温度、摩擦因数、加热区高度、热应变4个不同参数对坯料最终变形结果的影响。分析结果表明,提高始锻温度和摩擦因数有利于使坯料获得局部较大变形,而加热区高度和热应变对坯料最终变形结果无明显影响。     

十字轴小飞边精密成形工艺

针对十字轴热模锻成形过程中飞边大、成形力大的问题,根据十字轴形状尺寸及锻造成形工艺特点,提出十字轴小飞边精密成形工艺。采用Deform-3D对十字轴小飞边精密成形工艺过程进行数值模拟,对模拟成形的十字轴锻件及其金属速度场、等效应变、模具载荷-时间曲线进行分析。模拟结果显示,十字轴锻件成形完整,金属流动均匀,模具载荷减小。结合模拟结果,设计制造模具进行十字轴成形工艺试验。试验得到的十字轴锻件,填充饱满,无折叠、表面裂纹等缺陷,飞边明显减小,与模拟结果一致。结果表明:改变十字轴热模锻成形工艺,采用十字轴小飞边精密成形工艺,使锻件飞边减小,锻造过程成形载荷降低。     

7A09铝合金高温摩擦模型及微观机理分析北大核心CSCD

采用CFT-I型摩擦试验机,研究了润滑条件下不同的载荷、摩擦速度和温度对7A09铝合金摩擦因数的影响,并采用SEM分析微观状态下不同摩擦因素的作用机理。通过分析建立了基于不同载荷、摩擦速度和温度的变摩擦因数模型,并通过试验验证了模型的准确性。利用ABAQUS的子程序开发接口Fric和高级计算机语言Fortran对摩擦模型进行导入和有限元模拟,通过对比库伦摩擦模型的仿真结果和冲压试验的结果进行验证。结果表明:摩擦因数随着载荷的增加、摩擦速度的增加、温度的增加而减小;基于不同载荷、摩擦速度和温度的变摩擦因数模型的数据的拟合程度较好;变摩擦因数模型的仿真结果更接近于冲压试验的结果,铝板的减薄处在侧壁,验证了摩擦模型的有效性。     

X形管内高压成形过程的加载路径优化北大核心CSCD

加载路径对X形管内高压成形质量至关重要,只有加载路径的各参数匹配得当,才能获得合格的成形件。利用DYNAFORM软件模拟不同加载路径下X形管的成形性能。并基于Box-Behnken Design试验设计和响应面法,以内压力、轴向进给量、背向位移量以及摩擦因数为试验因素,分别建立以最小壁厚、支管高度和极限圆角半径为目标的响应面模型。通过方差分析和回归方程分析,对X形管内高压成形过程的加载路径进行设计和优化,有效地改善了壁厚分布、减小了极限圆角半径、提高了支管高度。采用软件的数值优化功能筛选出最优的加载路径,并在此加载路径下对X形管内高压成形模拟结果和试验结果进行对比,发现误差在5%以内,并且壁厚分布具有一致性,说明了该加载路径优化方法具有较高的准确性和较好的可行性。