曲面件液压成形的计算机模拟与实验研究

为了解决2219合金大尺寸曲面件室温塑性差、成形极限低和容易起皱等问题,采用Abaqus/CAE软件对2219合金搅拌摩擦焊接板胀形进行了计算机模拟,研究了液压压力和热处理对成形零件壁厚分布、应力应变分布的影响。结果表明,随着液压压力的增加,焊接板最小壁厚逐渐降低,最大主应变和胀形高度逐渐增加,且最小壁厚位置也从圆角处过渡至中心处,而最大主应变所在的位置都在圆角处;相比于焊态胀形板,热处理后的最小壁厚有所减小,且胀形高度有所增加;随着液压压力的增加,胀形板的胀形高度呈现逐渐增加的趋势,在液压压力为25 MPa时胀形板在凹模圆角区域发生破裂,与计算机模拟结果相符合,这能为实际胀形过程提供必要参考。     

焊接结构机床件的残余应力测试研究

焊接机床床身凭借其设计制造过程周期短、效率高、绿色环保、柔性高、价格成本低等显著优势,具有很好的应用前景,将成为床身的发展趋势,近年来以钢板焊接结构代替铸铁件的趋势不断扩大。研究测试了国内外不同焊接结构机床件的残余应力,结果表明,所测床身的焊缝数量比较多,其最大残余应力为274. 4 MPa;滑鞍的结构尺寸较长(620 mm×2 700 mm×252 mm),属于矮长件,焊缝较长、筋板较多,其最大残余应力为300. 6 MPa;立柱的焊缝和筋板均相对较少、结构尺寸差异小,其最大残余应力为154. 9 MPa;所测国外某滑鞍的最大残余应力为129. 8 MPa,该滑鞍具有优良的结构设计、焊缝较少较短;优化结构设计、筋板布局和焊接工艺,采用合理的结构尺寸,减少和缩短焊缝是降低焊接结构机床件初始应力、获得高精度机床产品的基础。     

基于增材制造的飞机辅助动力端轴流涡轮设计与验证

基于有限元分析法研究了增材制造轴流涡轮强度,采用增材制造技术成形了动力端高温轴流涡轮组件并进行超转试验验证。结果表明,增材制造的轴流涡轮变形最大值均出现在叶尖处,涡轮表面最大等效应力值接近GH4251材料的极限屈服强度（830～923 MPa）,但仍小于极限抗拉强度（1 150～1 400 MPa）,满足轴流涡轮工作要求。在650℃和涡轮设计转速的115%条件下,涡轮可安全工作5 min,试验后荧光检查及尺寸检查均满足航标要求,证实了增材制造高温合金轴流涡轮技术的可行性。     

电机定子硅钢片冲压模具设计及ANSYS有限元应力分析

尽管模具的设计和制造技术都已成熟,但经验化设计和制造仍占主导作用,特别是模具的配作加工对装配工人的技术要求非常高。对现存模具刃口尺寸和公差计算方法进行优化,结合"入体原则"和孔类、轴类尺寸偏差特点,建立了针对一般性冲压模具刃口尺寸和公差的分开加工计算方法。针对重要工作零件进行ANSYS有限元应力分析,校核其强度。对于整套模具通过理论设计、三维建模和零件加工工艺概述,分析其设计和装配的合理性。利用该计算方法完成了电机定子硅钢片冲压模具刃口的计算,从理论设计上实现了降低装配工人技术要求的目的。     

800MN大型模锻压机测试分析研究

针对我国自主设计制造的800 MN大型模锻压机,简述了其关键参数的测试方案。在调试和试生产期间,针对压机的多种典型工况进行了测试,得到了压机垂直位移、变形、重要零件应力的数值及其与压制力的关系曲线。并在极限压力条件下对压机进行了全面测试,压机实测结果与分析计算值基本相符。并根据测试结果,对压机的关键、不可更换零件进行了寿命估算,估算出了C形板等关键件能够达到的无限寿命的要求。800 MN大型模锻压机的测试分析研究结果为压机正常生产提供了必要的技术支持。     

八万吨模锻压机主缸焊接应力场有限元分析

针对八万吨模锻压机主缸焊接应力和变形难于精确控制的问题,建立了主缸焊接有限元模型,通过模拟计算和试验验证,得到了主缸焊接温度场、应力场和变形.结果表明,主缸焊接过程中焊缝温度最高,约为2 100℃,接头区域温度梯度最大.主缸焊后最大位移位于主缸顶部,位移量约为7.4 mm,焊缝区位移量较小.在焊接前应考虑对主缸底部和顶部进行约束,防止焊后产生较大变形.主缸焊缝区等效应力最大,约为470 MPa,热影响区应力次之,母材应力最小.在热处理前要注意接头上表面是否存在焊接裂纹等缺陷.以上结果为主缸实际焊接提供了计算数据参考.     

点焊拼接板的概率化成形极限图及其应用

成形极限图是评定金属薄板成形性能最为简单和直观的方法,是解决板冲压问题的一个非常有效的工具.本文根据点焊拼接板的特点提出了概率化成形极限图P-FLD,并采用MSC.Dytran有限元分析软件对点焊拼接板的胀形及拉深过程进行模拟研究,得到了点焊拼接板成形时的应变分布.将点焊拼接板的P-FLD和有限元模拟的零件应变分布点结合起来,得到零件应变极限图,从而为初步选材和确定冲压零件的安全裕度提供了参考.     

超大3D打印钛合金复杂零件试制成功

正经过200多个小时的持续工作,9月7日一个接近设备成形空间极限的超大尺寸钛合金复杂零件在昆明理工大学增材制造中心试制成功,这是迄今为止使用激光选区熔融方法成形的最大单体钛合金复杂零件。激光选区熔融是金属3D打印方法的一种,它以激光为热源,依照零件离散后的形状数据对铺好的金属粉末进行扫描,使金属粉末逐点熔化堆积,实现金属零件直接制造。通过这种方法制造出的金属零件力学     

大型模锻液压机机架C形板设计研究

介绍了大型模锻液压机C形板预应力机架的结构,建立了基于整体结构的模锻压机有限元计算模型,对比计算了分别采用5件和6件C形板组成立柱的组合预紧机架的变形和应力;分析研究了采用钢板组合预应力机架的C形板结构设计、制造特点.综合考虑了C形板制造工序及生产效率,优化选择5件C形板组成立柱的组合预应力机架.通过大型模锻液压机机架...     

填料仪柔顺装配中被动插孔作业影响因素分析

为提高被动插孔的成功率,对被动插孔型的轴孔装配作业影响因素进行分析,通过建立三点接触状态几何模型,分析轴类零件重心运动轨迹,求解被动插孔时轴类零件发生卡死时的极限偏转角;分析被动插孔装配过程中轴类零件长度、倒角尺寸及摩擦系数对极限偏转角的影响程度,结果表明,通过提高轴类零件长度、增大倒角尺寸和降低摩擦系数,均可增大极限偏转角;最后,通过实验验证了理论分析的正确性;为轴类零件被动柔顺装配极限偏转角的计算和提高装配插孔成功率提供理论依据。     

基于随机可靠度的300MN模锻水压机主工作缸壁厚的设计

300MN模锻水压机是国防和基础建设的关键设备，主工作缸是水压机的重要部件之一。本文根据概率法设计了主工作缸的壁厚，所设计的主工作缸壁厚只有传统设计壁厚的35％，有效的减轻了主工作缸重量。主工作缸壁厚的偏差变化对其可靠度有一定的影响，在生产制造中很有必要对壁厚的偏差进行控制。本文为主工作缸的设计提供了参考依据。     

轿车行李厢外板拉延成形失效分析

在材料力学性能测试和成形极限分析的基础上,采用网格应变分析技术研究行李厢外板零件冲压过程危险区域的变形方式,结合不同区域的应力特征指出材料和模具两方面的改进方向。     

基于人工神经网络的拼焊板成形极限图预测

成形极限图(FLD)是评价金属板材成形能力的重要工具。为快速的建立拼焊板(TWB)成形极限图,建立基于人工神经网络(ANN)拼焊板FLD的预测模型。采用试验设计和有限元法获得训练样本,L-M算法对样本数据进行训练,建立了FLD预测模型并与物理试验结果对比。基于预测模型,分析了摩擦系数对拼焊板最小极限应变的影响。结果表明,基于ANN预测的拼焊板FLD与试验结果吻合,主应变的相对误差最大为8.71%。摩擦系数f对最小极限应变影响较大,f从0增大到0.12时,最小极限应变先增大后减小,并在摩擦系数f=0.06附近出现极小值。     

异形内腔体电解装置的分析及试验

异形型腔内部结构扭曲、深而窄,加工难度大,在分析零件结构的基础上,提出了两种电解加工实验装置的设计方案。借助计算机UG设计软件,通过有限元的分析比较,计算结果表明,在承受相同载荷的条件下,方案一的最大应力为6.639 MPa,方案二最大应力为3.615 MPa,第二种方案零部件的变形量较小,通过试验研究,对零件尺寸进行相关记录及测量,相关参数满足电解加工的要求。     

TA2纯钛板的成形极限

为了探究TA2纯钛板的成形极限,通过电化学腐蚀方法印制网格,在室温下使用BCS-50AR板材试验机分别对厚度为0.5和0.8 mm的TA2纯钛板进行了Nakizima胀形试验。通过网格分析系统采集网格的畸变,获得材料的主、次应变,并绘制了TA2纯钛板在室温下的成形极限图。根据单位体积塑性功相等的原理改进了Hill48屈服准则,并求出了TA2纯钛板对应的各向异性系数。将M-K失稳准则和改进的Hill48屈服准则相结合,对TA2纯钛板的成形极限进行了理论预测,理论预测结果与试验结果基本吻合,但整体略低于试验结果。所做研究对于今后板料成形极限的研究提供了重要的研究方法,并且对实际生产具有着重要的工程应用价值。     

界面摩擦对5A02/SUS304覆层板胀形性能影响的理论及有限元分析

针对成形板与覆板之间的界面摩擦对成形过程的影响,采用理论分析和有限元方法对不同润滑条件下5A02/SUS304覆层板胀形过程进行了分析。得到了不同界面摩擦条件下胀形试件的经向拉应力和等效应力的变化规律。研究结果表明,胀形试件高度低于单层成形板极限胀形高度时,由于成形板与覆板的变形规律相似,界面摩擦对成形板的影响较小;胀形试件高度大于单层成形板极限胀形高度时,由于成形板与覆板变形规律相差较大,界面摩擦对成形板的影响较大;较大的界面摩擦系数有助于成形板经向拉应力的降低和胀形性能的提高。     

基于ANSYS的Q345R厚板焊接数值模拟研究

利用ANSYS14.0软件中的高斯分布热源,通过在40 mm厚Q345R钢板对接U形和X形坡口焊接建立焊接有限元模型,对温度和应力场进行了研究分析。结果表明:焊接熔池外围的等温线呈卵形,U形坡口相对于X形坡口,热源温度场较均匀。对于X形坡口,x方向最大拉应力为322 MPa,最大压应力为-271 MPa; y方向最大拉应力为154 MPa,最大压应力为-181 MPa; Mises最大应力为301 MPa。对于U形坡口,x方向最大拉应力为305 MPa,最大压应力为-259 MPa; y方向最大拉应力为73.1 MPa,最大压应力为-183 MPa; Mises最大应力为305 MPa。可以发现除了Mises应力,X形坡口x向、 y向残余应力均大于U形坡口残余应力。     

140MN大型热模锻压力机模架结构方案的有限元分析

大型热模锻压力机模架价值高、使用年限长、加工复杂。在模锻精度要求越来越高的今天,选择合适的导向形式和顶杆形式具有重要的意义。本文应用ANSYS Workbench软件对不同的模架结构方案进行有限元分析,结果表明:花瓣形顶杆孔模座与矩形顶杆孔模座最大应力相当,但是矩形顶杆孔周围应力为264MPa,花瓣形则为251MPa,花瓣式模架受力情况更好;当顶杆孔圆角半径为8mm时模架最大应力为614.6MPa,圆角半径为12mm时模架最大应力为541.5MPa,适当增大圆角半径可降低最大应力;此外,X形导轨模架比导柱后置式模架刚性更好。     

铝板的成形极限数值模拟研究

通过系统地分析板料胀形成形机理，建立金属板料成形的有限元模型。分别设定不同类型和厚度的铝板及钣金尺寸，利用擅长在板料成形领域计算的LS-DYNA3D软件对板料胀形过程进行有限元模拟。并对不同型号，不同厚度铝板的成形极限图进行了分析，结合试验部分进行验证，确认3003铝合金板材的成形极限高于1060铝合金板材，且增加板厚可以提高材料的成型极限。     

筒形件极限拉深系数的优化

基于筒形件拉深过程中危险断面的最大拉应力公式,建立了合理的数学模型,利用复合形法对筒形件极限拉深系数进行了优化,可提高拉深件的成形极限,减少拉深次数,对冲压生产与模具设计具有重要参考价值。