某输送机刮板模锻成形工艺数值模拟研究

以某输送机刮板为研究对象,建立有限元模型,分析该锻件成形过程中的零件温度场、模具温度场以及成形载荷等因素的影响,并应用Archard磨损模型分析了模具复杂多因素耦合情况下的磨损情况,预测了单次磨损的深度分布,并得出单次磨损最大深度0.00510mm,为优化模具设计、提高模具寿命提供了理论依据。     

铝合金拉杆复合挤压工艺模具磨损分析

依据Arehard磨损模型,分析了某铝合金拉杆复合挤压过程中坯料和模具的热传递、摩擦生热、变形生热等多因素耦合下的模具温度和磨损分布.利用有限元软件,分析了不同挤压速度、润滑条件以及模具预热温度条件下,模具单次最大磨损深度的分布规律,这能为预测模具寿命提供指导.     

神经网络在模具型腔温升预测中的应用

挤压成形过程中由于坯料和模具之间的滑动接触摩擦和坯料的塑性变形产生热而使模具型腔表面温度升高,加剧模具的磨损。采用热力耦合有限元法计算挤压成形过程中模具型腔表面的温升,将模拟结果与人工神经网络相结合,以有限元模拟结果作为学习样本,训练BP神经网络模型,以此模型预测模具型腔表面的温升。根据预测结果分析了挤压锥角、挤压速度和摩擦系数对型腔温升的影响,为进一步建立挤压成形过程中模具型腔表面的温升模型和磨损预测模型奠定了基础。     

汽车突缘叉热锻模具磨损的有限元分析及验证

在热锻过程中,模具表面不断受到循环机械载荷和热冲击的影响,因此,磨损成为模具失效的主要原因.针对汽车突缘叉模具磨损严重的问题,提出了一种突缘叉热锻成形工艺,基于Archard磨损理论模型,建立了突缘叉热锻成形过程中的热-力耦合有限元模型,并研究了热锻成形过程中锻件的成形情况,同时对模具磨损最严重的位置进行了预测,最后通...     

斜齿圆柱齿轮旋转精冲过程模具磨损模拟分析

在Deform-3D软件平台上建立了斜齿圆柱齿轮旋转精冲成形三维刚塑性有限元模型.基于Archard磨损模型对精冲过程进行了凹模模具磨损分析,得到了模具工作表面各点的磨损分布,确定了最大磨损发生区域,并与直齿圆柱齿轮精冲模具磨损进行了对比分析.通过单因素变量法,研究了反顶力、压边力、冲裁速度、凸凹模间隙、凹模圆角半径以及凹模初始硬度对模具磨损的影响关系.研究结果表明,磨损模型能准确预测旋转精冲过程中主要工艺参数与磨损之间关系,并从工艺设计方面提出了减小模具磨损的措施.     

铝合金管空拉拔模具磨损仿真预测

分析了铝合金管空拉拔模具的磨损机理,在Deform3D中建立了基于热力耦合的磨损有限元计算模型.采用Archard磨损模型研究了拉拔速度、拉拔长度及摩擦因素对拉拔模具损磨的影响规律.结果表明:模具明显磨损区为锥形变形区末端,在拉拔初期模具磨损最大深度随拉拔速度及拉拔长度呈近似线性增加关系,随摩擦系数的增加而减少且在0.02～0.06和0.2～0.3区间磨损降低幅度很大,而摩擦系数大于0.4以后,变化很平缓,并且在0.3附近磨损深度最小.这对拉拔工艺及模具设计以及模具寿命的预测提供了理论依据.     

氧枪喷头热挤压成形工艺研究

氧枪喷头是冶金中重要部件，采用传统的加工方法具有局限性。以外径245mm的5孔氧枪喷头上部工件为研究对象，提出了新的成形方案；建立了该产品复合挤压成形的有限元模型，对多因素影响下复合挤压进行了数值模拟研究。利用Archard磨损模型，研究了模具磨损情况，预测了模具一次表面磨损，为间接预测模具寿命提供依据。依据数值分析结果进行试验验证，成功开发出该型号5孔氧枪喷头上部产品。     

锻压模磨损的仿真预测

基于Archard修正磨损模型,使用有限元分析软件DEFORM-3D,对某商用车弹簧垫板锻压成形过程进行了数值模拟,着重对造成模具磨损的一些因素进行了分析.结果对同类锻压模的磨损及其寿命预测具有一定的参考价值.     

亚热精密成形过程模具磨损的数值模拟研究

采用数值模拟技术分析了亚热挤压成形阶段坯料及模具上的参量变化。基于修正的磨损模型，将其引入到有限元数值模拟软件中，对亚热挤压过程中模具磨损量的变化情况进行了分析，得到了不同变形阶段的瞬时磨损曲线及一次成形结束时的综合磨损曲线。利用研究结果对模具的磨损寿命进行了预测，与实际情况对比，两者吻合较好。     

基于多目标综合评定的锥齿轮两种棒坯对比研究

以两种高径比棒坯为研究对象,针对一次热锻成锥齿轮毛坯的工艺,建立了应变、热磨损等多因素耦合下的刚粘塑性有限元模型,模拟分析了成形过程的金属流动特性,预测并解析了模具和坯料的温度场分布及演变,基于Archard模型分析了模具在该热锻过程中的磨损分布及深度,为间接预测模具寿命提供了依据.通过多种指标的评定获得了高径比合理的棒坯,对实际生产具有指导意义.     

G3镍基合金热挤压模具型腔优化设计

基于修正的Archard磨损模型,对G3镍基合金热挤压成形工艺中挤压模具磨损行为进行了有限元分析。采用BP神经网络建立热挤压模具形状和磨损深度的映射关系。以模具表面磨损深度均匀分布为目标,结合遗传算法(genetic algorithm, GA),提出了一种集三者为一体的G3镍基合金热挤压模具型腔优化设计方法。计算结果表明,模具型腔经过优化后,最大磨损深度值降低约30%,磨损深度沿锥模表面分布更均匀,表明这种优化设计方法可以提高挤压模具的耐磨性能和使用寿命     

大模块非调质预硬型塑料模具钢的耐磨性能

通过摩擦磨损试验及轮廓仪测算出磨损路程、磨损圈槽截面面积、磨损圈槽体积,最后计算出磨损率来分析不同样品在耐磨性能上的差异,并结合磨损表面形貌和摩擦因数综合分析了新型非调质预硬塑料模具钢与标准调质预硬塑料模具钢(P20钢)的耐磨擦磨损性能。结果表明,非调质钢的3个样品中,空冷的耐磨性最好,其次是炉冷1,最后是炉冷2,符合大模块钢在空冷情况下的一般规律,其耐磨性都比调质P20钢好,即大模块非调质钢中的表层、中层和心部的耐磨性都达标,符合塑料模具钢对耐磨性能的要求。     

移动热源作用下电火花线切割加工电极丝三维温度场模拟

往复走丝和“中走丝”电火花线切割机床是中国独创的电加工设备,在模具制造等行业发挥着重要作用.由于其电极丝是重复使用的,因此电极丝损耗是普遍存在的问题.在电极丝与工件之间相对运动的情况下,建立了移动热源条件下的电极丝传热模型,通过有限元分析对单脉冲放电条件下电极丝表面温度场进行了三维仿真,发现当走丝速度增加时电极丝熔融区...     

GH4169合金叶片挤杆工序模具磨损及寿命的数值模拟分析

挤杆工序是GH4169合金叶片热成形的首道工序,作为制坯工序,其不但要保证精确的尺寸形状,还要确保工件组织达到工艺要求。模具的工况严重地影响了工件的内在质量。基于Archard磨损理论,以凹模为研究对象,采用Deform-2D有限元软件对其磨损过程进行数值模拟,通过分析工件的模具温度、模具硬度、挤杆速度、摩擦系数、凹模圆角半径等工艺与模具参数对凹模磨损的影响,获得了相关因素对凹模磨损的影响规律;采用磨损量累计,按工艺要求以最大磨损量0.2 mm对凹模寿命进行预测。结果表明:采用有限元模拟挤杆过程,分析模具受力和磨损情况及其对工件质量的影响,进而优化模具设计和工艺参数,在提高工件质量的同时,延长了模具寿命,降低了生产成本。     

影响锭模寿命结构因素的研究

有限元分析结论表明锭模应力场与温度场存在明显的对应关系。本文借助该关系提出了用温度场分析锭模寿命的简便方法,并据此分析了锭模结构对锭模寿命的影响。     

Mold wear during permanent-mold casting of Ti-6Al-4V

Mold wear during the casting of Ti-6Al-4V in a permanent (steel) mold was investigated using a combination of macro- and micro-scale observations and measurements. For this purpose, a steel mold with interchangeable inserts of three candidate mold steels (H13, P20, and 1040) was used. Inserts were removed at regular intervals during casting under prototype-production conditions and inspected to assess mold wear. Two major mold wear types were identified: soldering and “wrinkling.” Soldering was concluded to be a result of local over-heating of the mold, and wrinkling a result of cyclic stresses caused by a combination of solid-state phase transformations and large temperature gradients. The 1040 inserts performed the best; soldering was less severe and wrinkling did not occur. The better performance of the 1040 inserts was attributed to lower mold temperatures and thermal gradients due to the higher thermal conductivity of 1040 relative to H13 or P20.     

Effects of tool flank wear on orthogonal cutting process of aluminum alloy

The tool flank begins to wear out as soon as cutting process proceeds. Cutting parameters such as cutting forces and cutting temperature will vary with increasing degree of flank wear. In order to reveal the relationship between them, the theoretical situations of cutting process were analyzed considering the tool flank wear effect. The variation rules of cutting force, residual stress and temperature distributions along with the tool flank wear were analyzed comparing with the sharp tool tip. Through FEM simulation method, affections of the tool flank wear value VB on cutting forces, residual stress and temperature distributions were analyzed. A special result in this simulation is that the thrust force is more sensitive to tool flank wear, which can be used as a recognition method of tool condition monitoring. The FEM simulation analysis result agrees well with the experimental measuring data in public literatures and some experiments made also by the authors.     

数控镗刀磨损与破损的声发射监测法

通过分析声发射传感器采集的刀具磨损状态信号,提取出反映刀具磨损状态的特征向量MFCC系数及差分系数,然后利用隐马尔可夫模型进行信号处理,建立了检测镗刀刀具状态的监测系统。实验结果表明:在刀具的正常磨损阶段,该监测系统可以实现刀具大致磨损量的预报;在刀具破损或损坏情况下,能够及时监测和预报刀具损坏状态。这种监测方法可用于实时在线监测,为刀具的磨损监测提供了一条切实可行的途径。     

外水套对电磁软接触结晶器内部磁场影响的模拟研究

通过有限元法三维数值模拟,研究了电磁软接触结晶器口部外水套对圆坯电磁软接触结晶器内部磁场的影响规律.结果表明,对于上通体切缝结晶器而言,结晶器口部外水套对其内部磁场分布的影响明显;随着切缝初始位置的下移,外水套对结晶器内部磁场的影响越来越小.当切缝的初始位置保持不变时,外水套的影响作用随着感应线圈内电流的增大而增大.     

连铸结晶器内热-力耦合状态有限元模拟

针对碳钢在连铸结晶器内的凝固过程,考虑铸坯和钢板间接触状态,建立了完全热力耦合的二维非稳态有限元模型,利用ＭＡＲＣ软件在微机上求解。模拟出了结晶器区域热和力学状态,包括铸坯温度场,包括铸坯温度场,应力场,铸坯－钢板界面热流和气隙分布规律等,本模拟工作可为优化结晶器锥度、开发高拉速曲面结晶器提供理论依据和技术基础。