花生管冷弯成形有限元仿真与孔形优化

根据花生管冷弯成形的轧辊配辊方案和成形机组参数,在ABAQUS中建立了符合实际工况的管坯和轧辊模型,并采用显式算法对成形过程进行了全流程仿真。通过对仿真结果中局部成形面的分析和下凹部分的中点在Y方向位移量数值的对比,发现管坯在进入第3道次后发生了过多变形,以至于截面尺寸减小而未与轧辊成形面接触。在此基础上,采用减少第3道次和增加第5道次变形量的方法对轧辊的孔形进行了优化,对优化后的配辊方案进行了模拟仿真和生产验证。结果表明,有限元仿真可以预测花生管在成形过程中的缺陷,并能对轧辊孔形设计提供有益的参考。     

芯辊进给速度对T形环约束轧制成形的影响

T形环在轧制成形过程中金属流动复杂,截面充填困难。本文利用有限元模拟软件ABAQUS对T形环约束轧制成形过程进行了模拟,得到了不同芯辊进给速度时T形环的等效应变分布、截面充填、轴向宽展以及轧制力变化规律,进而揭示了芯辊进给速度对T形环约束轧制成形的影响规律。     

基于COPRA的T形管成形工艺优化与轧辊模设计

根据T形管的外形要求和冷弯成形的设计思路,应用专业的冷弯成形设计软件COPRA对T形管进行成形工艺设计,建立了符合实际工况的计算模型,并进行了变形模拟,根据变形模拟的结果改进了角度变化量和压缩量的分配方案,设计了成形轧辊模。结果表明:计算机辅助设计可以优化成形工艺、预测成形缺陷、提高设计的可靠性。     

基于缺陷控制的DP980高强钢三维变截面辊弯成形有限元仿真

三维变截面辊弯成形时,辊组共轭空间曲线扫出空间曲面时仅能控制该曲线上的一点,存在非控制区,因此造成变截面辊弯过程中底部腹板具有"自由变形区",出现成形缺陷。基于双齿条单齿轮轴系结构的三维变截面辊弯成形装备,提出缺陷控制方法,并基于ABAQUS有限元仿真软件,建立缺陷优化仿真模型。针对DP980双相钢材料进行某汽车构件成形全流程有限元仿真,获得板材成形过程中复杂的变形规律、轧辊成形力与回弹预测。仿真结果表明,缺陷控制方法效果明显,成形件质量较好。通过成形实验进一步验证了缺陷控制的有效性,成形质量与仿真结果基本保持一致。     

变高度构件辊模成形有限元仿真

利用ABAQUS软件对变高度构件辊模成形过程进行有限元仿真。基于动力显示算法,使用固定模具,轧辊一边平动一边旋转的模拟方式,建立变高度构件辊模成形有限元模型。分析了模型建立过程中成形速度选择对计算时间的影响,分析步、接触方式和边界条件设置等关键问题。对成形后构件的等效应力、等效塑性应变的特点做了重点分析。得到了轧辊成形反力、转矩大小随时间变化的规律。对比了Q235和QP980两种材料的模拟成形结果,并通过实验,验证了有限元模型的有效性,为类似构件的辊模成形工艺开发提供了参考。     

3004Al帽形钣金件基于优化函数协同变横向辊距技术的辊弯成形研究

在帽型钣金件辊弯成形过程中,传统的辊弯技术在辊弯过程中常常出现起皱、辊裂、变形等缺陷。针对上述问题,提出优化函数协同变横向辊距技术,即依据帽形件的截面形状对抽象函数优化,确定优化函数参数;对横向辊间距进一步优化,建立变辊距辊弯系统。首先,通过对抽象函数进行参数化设置,对材料3004Al的帽形件的辊弯成形进行了有限元模拟,确定优化函数;随后,在优化函数的辊弯环境中,对帽形件在多组恒值横向辊距中进行了辊弯模拟,从而确定变横向辊间距,并利用优化函数协同变横向辊距技术对3004Al帽形件进行辊弯实验。研究表明:基于优化函数协同变横向辊距技术的辊弯成形模拟结果与实验结果相吻合,且辊弯效率高、质量好。     

汽车底盘纵梁多工步成形数值模拟及试验

采用有限元分析软件,对汽车底盘纵梁的弯曲成形、预成形及内高压成形工艺过程进行了数值模拟。研究内容为,在弯曲成形工步中,管坯各个弯曲位置在相同弯曲半径、不同弯曲角度下的壁厚分布;在预成形工步中,管坯压扁过程中弯曲位置的减薄问题;在内高压成形工步中,优化后的压力加载路径对最终成形零件壁厚的影响。基于有限元模拟结果,分别进行了弯曲成形、预成形和内高压成形试验。结果表明,弯曲成形、预成形和内高压成形弯曲叠加处最易破裂;通过改变模具圆角半径可避免破裂缺陷。实际成形试验结果与数值模拟结果基本一致。     

轧辊磨床辊形轮廓曲线生成方法研究

在轧辊的磨削过程中,复杂辊形轮廓曲面的形成是一个难题。在轧辊磨床中都设计有一个中高机构,辊形轮廓曲面的生成就是通过这个中高机构来实现的。论文重点从机械结构方面分析和比较了目前国内外轧辊磨床辊形轮廓曲线的生成方法,在此基础上提出了两种曲线的生成方法,并在计算机上进行了原理性仿真,结果表明这些方法在理论上是可行的。     

激光复合织构焊管轧辊模具成形有限元模拟与试验研究

目的提高焊管成形质量,为激光复合织构轧辊模具产业化提供试验依据。方法通过数值模拟方法模拟焊管轧辊成形过程,获得不同摩擦系数组合下板料成形应力应变和径向厚度数据,并获得最优模具表面织构方案,为轧辊模具表面织构处理提供依据。依据数值模拟结果,运用激光表面织构技术对辊子模具表面进行复合织构加工处理,开展激光复合织构模具和未织构模具成形对比,并对成形件进行残余应力、应变、边缘减薄率等检测分析。结果数值模拟结果表明,下辊边缘区域应为减摩区,上辊边缘区域应为增摩区;应对下辊边缘区域进行激光微织构减摩,上辊边缘区域进行激光毛化增摩。成形试验结果表明,试验结果与数值模拟结果基本一致;与未织构模具相比,激光复合织构焊管轧辊模具优化了成形件的应力应变分布,降低了板厚边缘减薄率(5.06%),提高了成形件的均匀性(3.9%),成形件边缘区域形成了残余压应力。结论激光复合织构焊管轧辊模具相比未织构模具,可显著改善成形件的边缘稳定度和成形质量。     

铜管四辊行星轧制过程有限元模拟分析

文章借助大型非线性有限元分析软件MSC.Marc,建立了铜管四辊行星轧制三维弹塑性有限元模型,并对四辊行星轧制过程进行了热-力耦合分析。获得了四辊行星轧制过程中铜管横断面的变形过程以及管坯温度场分布,并对轧制过程中轧辊受力进行了分析。将模拟结果与实验进行对比,认为该有限元模型可靠,且具有一定的精度,可用于铜管四辊行星轧制工艺参数的优化,并对模具设计具有一定指导意义。     

UCMW冷轧机轧辊变形特性研究

为优化轧辊辊形及提高辊系稳定性,以某设计院设计的1620 mm UCMW轧机为对象,结合具体生产数据,利用abaqus有限元软件建立了UCMW轧机二分之一辊系静力学仿真模型。通过仿真分析获得了轧制力、板宽、中间辊弯窜辊、工作辊弯窜辊、中间辊偏置等工艺参数对轧辊变形的影响规律。结果表明轧辊在压下方向变形影响最大的为中间辊的弯辊及窜辊,而中间辊偏置会对轧制方向变形产生影响,随着偏置量的增加,轧辊变形方向逐渐稳定。     

楔横轧凸轮轴轧制半径对辊形曲线影响的规律

为获得楔横轧凸轮轴轧制半径对辊形曲线的影响规律,文章采用DEFORM-3D有限元软件,得到了楔横轧轧件的轧制半径的变化规律,有限元分析表明,轧件的轧制半径在楔入段和展宽段基本不变,精整段前段随楔面升高而变小,轧件成形后轧制半径保持不变,并用实验数据验证了此规律的正确性。在此基础上设计出了楔横轧轧制凸轮轴时轧辊的辊形曲线,应用此辊形曲线进行有限元仿真和实验轧制,取得良好的效果,验证了此种辊形曲线的求解方法的正确性。     

快速超薄铸轧机铸轧辊变形测量系统研究

针对铸轧工艺的特殊性,拟定了一套方便可行的铸轧辊变形测试方案.运用该方案对某铸轧机成功地进行了工业现场测试,掌握了铸轧辊在铸轧环境下变形的分布规律,测试实际铸轧过程中轧辊受力载荷与温度场作用下辊形变化规律、测试设备运行时的有关工艺参数与力能参数,以及设备参数,同时也为仿真模型提供边界条件及检证标准.     

基于Deform的钼板轧制用轧辊辊形的研究

针对钼板轧制过程中,撕裂轧废现象严重等问题,对钼板轧制常用的典型轧辊辊形,如直线廓形轧辊、CVC轧辊辊形以及SMART Crown轧辊辊形,从辊形曲线设计、轧制应力、破坏情况进行比较,提出一种优化设计的辊形以避免或减少边裂现象.结果表明,优化设计的辊形轧辊施加给钼板轧制应力是现有生产轧辊的168%,而破坏值却是4种辊形...     

铸轧辊变形在线测量研究

针对铸轧工艺的特殊性，拟定了一套方便可行的铸轧辊变形测试方案。运用该方案对某铸轧机成功地进行了工业现场测试，掌握了铸轧辊在铸轧环境下变形的分布规律，测试实际铸轧过程中轧辊在力载荷与温度场作用下辊形变化规律、测试设备运行时的有关工艺参数与力能参数，以及设备参数，同时也为仿真模型提供边界条件及检证标准。     

高速钢轧辊在2250mm热轧F5机架的应用

针对某2250 mm热连轧下游机架轧辊耐磨性低导致带钢断面板廓不良的问题,采用在F5机架使用高速钢轧辊的方法进行改进。对高速钢轧辊使用过程中的表面质量、下机温度、辊形以及对轧制力的影响等方面与无限冷硬铸铁轧辊进行对比,结果表明高速钢轧辊经过两次服役后表面状态仍可保证带钢的板廓质量;高速钢轧辊散热性能较差,下机温度高且均匀性较差,需要采取一定措施来保证其温度和热凸度;高速钢轧辊磨损量以及局部磨损明显低于无限冷硬铸铁轧辊;使用高速钢轧辊时轧制力增大,应通过优化润滑来解决问题。利用辊系变形仿真模型分析了使用高速钢轧辊轧制的带钢板廓,得到了其板廓凸度和板廓波动性均较小的特点。     

非对称截面辊弯成形扭曲有限元分析

由于非对称截面的立边长度不同，辊弯成形过程中易出现扭曲缺陷。采用实验及有限元模拟相结合的方法，对非对称截面的辊弯成形进行研究。建立了超高强钢辊弯成形的有限元仿真模型，提出了通过倾斜前置轧辊来减轻V型非对称截面扭曲缺陷的方法，对前置轧辊倾斜角度的计算方法进行了探讨。结果表明：对于V型非对称截面的辊弯成形，倾斜前置轧辊改变了板材进入成形轧辊的状态，前置轧辊的倾斜角度φ=8.9°,扭曲角度减少40.9%,变形区纵向应变的峰值明显降低，且应变量减小；两侧立边所受的弯矩差值是引起扭曲缺陷的重要因素，倾斜前置轧辊使得板材两侧立边所受弯矩差值的大小和方向发生变化，合弯矩从0.18 N·m变为17.60 N·m,方向从转向短立边变为转向长立边，从而一定程度上抑制了扭曲缺陷。     

2250mm热轧生产线粗轧与精轧机组辊形配置优化研究

以某2250 mm热轧生产线为研究对象,针对生产过程中出现的板形质量问题,经分析辊形凸度设计不合理是其中的一项主要原因,最终提出粗轧与精轧机组辊形配置优化方案。应用效果表明:板形控制精度大幅提高,且轧辊辊耗下降。     

凸轮轴楔横轧成形仿真与应力应变分析

提出了一种凸轮轴楔横轧成形新工艺,得出了楔横轧成形凸轮轴轧辊的辊形曲线和轧齐曲线.利用三维有限元软件DEFORM-3D对凸轮轴成形进行了数值模拟,在模拟轧制过程中,轧辊楔面排料的同时轧件上的凸轮轮廓也被轧辊上的凸轮凹槽逐渐轧制生成,并且逐渐被轧齐,得出轧件应力、应变场在凸轮顶端和芯部较小,在与轧辊楔面接触处最大,呈非对称分布的特点.模拟结果表明,用楔横轧工艺轧制凸轮轴是完全可行的.     

基于数值模拟的7075铝合金转向节成形工艺优化

应用三维有限元模拟软件Deform对7075铝合金转向节成形过程进行了数值仿真与工艺分析。通过模拟研究,确定该转向节的成形方案为:二道次辊锻制坯加一步终锻成形。在辊锻制坯时,将原始圆坯优化为方坯显著地提高该过程的稳定性,进而改善了辊锻制坯件的质量。针对转向节较难成形部位,将辊锻以及终锻模膛结构作适当修改。改进后,所得终锻件各部位充填饱满、飞边分布均匀并且无明显折迭缺陷。实际生产表明,采用优化后的工艺成形的铝合金转向节质量良好,符合产品的使用要求。