钛合金环形管成形模具参数优化

在MSC/Superform有限元模拟软件和弹塑性有限元理论的基础上,建立了钛合金环形管成形过程的计算机模拟系统.选取阿基米德螺旋线为牛角芯模中心线设计模具,采用中频感应加热方法,对阿基米德常数、扩径比、弯曲角度等模具参数进行优化模拟.分析可得:(1)阿基米德螺线系数的合理选取能够保证获得较好的壁厚均匀性,模拟得到本工艺较佳系数为1.0;(2)扩径比太大,容易出现起皱、减薄等缺陷;扩径比偏小,腹部增厚、壁厚均匀性降低,本工艺合适的扩径比为1.33;(3)弯曲角度太小,弯管成形过程变形剧烈,成形后弯管的力学性能等不能较好满足要求;弯曲角度太大,变形过程平稳,但随着推制阻力的增大导致推制困难,本工艺较佳弯曲角度为40o.通过正交试验方法验证得到:在上述参数条件下可以获得壁厚均匀、耐高压、等强度的钛合金环形管.     

5B02铝合金管件直角推弯成形壁厚均匀性

基于ABAQUS有限元软件平台建立5B02铝合金管件90°推弯成形有限元模型,并进行成形过程的有限元模拟。将模拟结果与实验结果进行对比,结果表明,两者形貌、弯曲部位壁厚分布一致,验证有限元模拟的可信性。通过分析不同成形阶段弯曲内侧与外侧的金属流动与应变场,揭示出5B02铝合金管件90°推弯成形后壁厚分布不均匀的机理。利用模拟方法对比研究内压大小(填料的弹性模量)对壁厚分布的影响,找出了有益于壁厚均匀分布的工艺条件,为实际生产中5B02铝合金管件经90°推弯工艺后壁厚均匀性的控制提供理论依据。     

热推制弯头壁厚不减薄理论

根据金属材料扩张和流动规律,通过理论计算和中频感应加热推制工艺实现了弯曲中性层平移到外弧和弯头外弧无塑性变形,达到弯头弯制过程中壁厚不减薄的目的。即弯头弯曲成形后外腹、内腹壁厚均匀,避免了传统弯管工艺变形时内侧增厚、外侧减薄的壁厚不均现象。     

基于正交试验和BP神经网络的板材多点渐进成形工艺优化

针对金属板材渐进成形过程中易出现壁厚不均的问题,在多点渐进成形工艺的基础上,选定合理的工艺参数,建立有限元模型,设计正交试验方案,利用ANSYS/LS-DYNA对方锥台制件渐进成形过程进行数值模拟,并对正交试验结果进行极差分析、方差分析和BP神经网络优化。结果表明:在板材多点渐进成形中,进给量对目标制件成形区壁厚均匀性影响最大,其次是工具头半径,进给速度影响不明显;BP神经网络模型的预测结果与正交试验结果相比误差小于5%;1060铝合金板材在多点渐进成形过程中,当工具头半径为6 mm、进给量为0.25 mm、进给速度为30 mm·s-1时,可获得壁厚较均匀的目标制件。     

基于正交试验的连杆衬套强力旋压成形分析

基于Simufact旋压平台和正交试验优化设计方法对连杆衬套的强力旋压成形过程进行了模拟,得出了参数(旋轮与芯模的间隙、旋轮成形角、圆角半径及进给比)对成形结果(壁厚差、轴向旋压分力、径向旋压分力)的影响显著性次序以及影响规律,获得了较优的工艺参数。验证试验表明,模拟及正交试验优化结果准确、可靠,能有效地提高衬套的壁厚均匀性,同时减小轴向和径向产生缺陷的倾向。     

铝合金弯头冷推弯成形影响因素研究及工艺参数优化

采用有限元方法对LF2M铝合金1倍弯曲半径弯头(90°)进行了冷推弯成形模拟,研究了摩擦系数、内压及凹模间隙对成形弯头内外侧壁厚分布及截面椭圆度的影响。通过正交试验方法建立了有限元模拟的正交试验组,采用极差分析法确定了模拟结果中各因素影响程度的主次关系,并得到较优的工艺参数水平组合。结果表明,内压对外侧壁厚影响最大,凹模间隙对内侧壁厚影响最大,内压对截面椭圆度影响最大,较优工艺组合为摩擦系数0.06、内压15MPa、凹模间隙0.6mm。根据优化组合参数进行冷推弯试验成形,实验成形结果与模拟结果较为吻合。     

汽车前梁多道次内高压成形

基于动力显示有限元软件eta/DYNAFORM,以汽车前梁为例,开展了回转拉伸弯曲和模具压弯多道次内高压成形工艺过程数值模拟。结合各种成形工艺下汽车前梁内高压成形极限图,分析其成形质量。在此基础上进行管坯回转拉伸预弯曲和内高压成形试验,给出了典型截面的壁厚分布,并与模拟结果进行了比较。研究结果表明,模拟结果与实验结果相一致。预弯曲成形后,管坯壁厚分布对内高压成形结果中壁厚分布具有一定的影响。多道次内高压成形模拟能够提高内高压成形模拟精度。管坯模具压弯的壁厚分布较回转拉伸弯曲的壁厚分布好,利于汽车前梁内高压成形性能提高。     

AA5754铝合金板材渐进成形壁厚均匀性研究

为改善板材渐进成形制件的壁厚均匀性,采用ABAQUS/Explicit有限元仿真软件对AA5754铝合金板材渐进成形工艺进行数值模拟,建立了适用于渐进成形的有限元模型,并进行了渐进成形实验,通过模拟结果与实验结果对比,验证了模型的准确性。同时,分析了夹具开口尺寸、成形速度和背压压力3种工艺参数对渐进成形制件侧壁壁厚均匀性的影响。结果表明:夹具开口尺寸和成形速度对渐进成形制件壁厚均匀性影响较大,且夹具开口尺寸越小、成形速度越大,壁厚均匀性越好;另外,背压的存在也有利于改善壁厚均匀性,但是当背压大于一定值时,会产生较为严重的鼓包缺陷。     

管材弯曲有限元仿真分析及试验研究

利用有限元仿真分析方法对管材弯曲成形过程进行数值模拟,指出了弯曲过程中开裂、起皱、截面畸变等缺陷,分析了弯曲区域内管材壁厚变化规律.在此基础上进行工艺试验,并对试验后管材壁厚进行分析.试验结果与仿真分析结果吻合良好,两者均表明,弯曲过程中,弯角外侧管壁肇厚减薄,弯角内侧管壁壁厚增加,最大减薄和最大增厚均处于弯角中间部位.管材弯曲过程中,弯角外侧平均壁厚应变ε_t随着相对弯曲半径R/to的增大而减小;当R/to过小时,管壁外侧会过渡减薄,甚至破裂.     

碳钢/不锈钢双金属复合三通液压胀形数值模拟及试验

为研究液压胀形工艺过程中碳钢/不锈钢双金属复合三通的成形性能,利用有限元模拟软件对碳钢/不锈钢双金属复合三通的液压胀形工艺进行优化计算,分析主要工艺参数对液压胀形支管高度与壁厚均匀性的影响;根据工艺参数模拟计算的结果,对碳钢/不锈钢双金属复合三通进行了实际冷成形试验。结果表明,内压力越大、摩擦系数越小,支管高度越高;摩擦系数越小、轴向进给速度越小,壁厚均匀性越好。实际冷成形试验结果与有限元模拟结果基本吻合。     

Effects of pulse reverse electroforming parameters on the thickness uniformity of electroformed copper foil

The non-uniformity of electroformed layers directly affects the mechanical properties and application requirements of micro devices. Therefore, uniformity of electroformed copper foil is significant in ensuring or improving the mechanical properties of micro devices. The influences of duty cycle, current density, power source, and electroforming time on the thickness uniformity of electroformed copper layers were studied, and these parameters were optimised by using the orthogonal experiment method. The thickness distribution rule of electroformed copper foil was also determined. Duty cycle had the largest influence on the uniformity; the uniformity of electroformed layers prepared with pulse reverse current power source was superior to those prepared with direct current power source and pulse current power source. Increasing current density enhanced uniformity. The optimal technical process suggested by this orthogonal experiment adopts pulse reverse current power, 30% of positive duty cycle, 10% of negative duty cycle, 2?A?dm^?2 of current density, and 92?minutes of electroforming time. The minimum coefficient of variation reached 1.54%. The thickness of electroformed copper foil varied directionally.     

射流倾斜角度对热轧无缝钢管冷却均匀性的影响

为了获得射流倾斜角度对热轧无缝钢管冷却效率及均匀性的影响规律,运用Fluent软件对单股倾斜射流冲击冷却热轧无缝钢管的流动特点及传热特性进行了有限元模拟。研究了不同射流倾斜角度下无缝钢管表面剪切力、湍流动能及压力分布特点,并获得冲击点处热流量及钢管1/2厚度处温度的变化曲线。结果表明,射流倾斜角度对钢管表面剪切力、湍流动能及温度分布具有显著的影响;随着射流倾斜角度的增加,钢管表面剪切力及湍流动能非对称性逐渐增加,且在顺流方向3°附近出现最大值;从钢管1/2厚度处温度分布发现,随着射流倾斜角度的增加,换热效率及温度均匀性得到了改善,先升高后降低;通过标准差计算,当入射角θ=10°时,冲击点两侧温度均匀性最佳。     

分区变压边力充液拉深工艺的优化

文章以高精度车灯反射镜为研究对象,采用分区变压边力充液拉深新工艺进行研究,并对其分区和变压边力组合进行优化。采用MATLAB的cftool模块对原变压边力进行曲线拟合,得出与4种分区对应的曲线方程;利用SPSS18.0对方程参数和分区角度组合进行正交设计,在eta/DYNAFORM中进行数值模拟验证,得出最优参数组合;并通过实验验证模拟结果。实验结果表明,应用最优分区变压边力充液拉深所得到的零件,较优化前,无论是成形精度还是厚度分布的均匀性都有很大的提高,厚度减薄量更小。     

热冲压模具冷却系统流速均匀优化研究

为优化热冲压模具的冷却系统,减小各型面水管之间的流速差异,提高成形件的产品质量,针对大流速型面水管,提出了将该水管的连接水管沿两个不同方向进行偏置以降低流速的方法。以各型面水管的流速标准差为质量指标,设计正交试验,得到最佳偏置距离。由优化后的冷却系统流场及模面温度分析可知,两种偏置下各管道流速均匀性分别提高了86.2%和77.6%,模面最高温度分别下降了18.5和11.6℃,模面平均温度分别下降了13.0和5.3℃。搭建了相应的试验系统进行流速测试,试验结果和仿真吻合。研究表明,该方法能有效改善模具冷却水管流速不均,提高模面温度均匀性。     

TA2钛环形管热推成形的三维有限元数值模拟

应用商业有限元软件ANSYS对TA2钛环形管热推弯曲成形过程进行了有限元数值模拟。并对成形过程中环形管内侧凹边、外侧凸边及侧面的应力、应变分布数据以及弯曲成形过程中壁厚的变化进行了分析。结果表明：管件峦变形过程中等效应力值总的变化随着弯曲角度的的增大而增大，而且弯曲管件的内侧凹边管壁的应力值比外侧凸边管壁要大，内壁受到压应力而外壁受到的拉应力；等效应力变数值内侧管壁的应变值比外侧管理壁要大，在弯曲过程中由于弯曲半径小，弯曲变形大，在弯制过程中，弯管内侧凹边受压缩使壁厚墙厚，而外侧凸边因受拉伸而壁厚减薄。数值模拟与实验所得结果一致。     

管材弯曲壁厚变形的有限元模拟与试验分析

利用某大型有限元软件模拟了管材回转牵引式弯曲的变形过程,弯管内外侧壁厚变形与试验测定值基本相符。有限元模拟结果显示,弯管内外侧壁厚应变比较均匀,弯曲切点以外的直管部分也产生了一定程度的壁厚变化。等效应力较大值集中在靠近已弯曲成形侧的终止端部位,已弯曲成形的管壁仍存在较小的应力,而弯曲起始端作为应力传递区,局部存在较大等效应力。     

中频感应局部加热弯管工艺的研究

本文根据塑性理论和结构静力条件，对中频感应局部加热弯管过程的变形及受力状态进行了系统的理论分析，建立了新的理论模型，采用无量纲方法，计算得到了在不同相对弯曲半径条件下弯管过程中塑性变形区的无量纲轴向推力和弯矩、弯管外侧壁厚减薄率和内侧壁厚增厚率等结果，与实验结果符合良好，证明该理论模型可用于中频感应局部加热弯管工艺及设备参数的设计及优化，并为小弯曲半径弯管理论的建立和工艺的实现提供依据。     

Y型三通管热态内高压成形多目标参数优化

基于Dynaform软件平台,建立Y型三通管热态内高压成形的三维弹塑性有限元模型.以左右冲头进给量、中间冲头后退量和内压力为因子,设计了正交试验方案,运用数值模拟分析方法,得到了三通管在不同加载路径下的支管高度和最小壁厚两个目标参数.探讨了各因素影响指标的主次顺序,采用综合平衡方法,获得了优化的加载路径.结果表明:通过优化的工艺方案可以得到综合质量较高的的Y型三通管.     

塑性变形理论在小半径弯管中的应用

针对管材小半径弯曲的成形过程，运用塑性成形基本理论，对管材弯曲中的应力分布、壁厚改变、中性层偏移、弯矩、截面收缩率等主要工艺参数进行了分析，推导出了相关解析计算公式，并探讨了相对弯曲半径变化对各工艺参数的影响，为管材弯曲工艺计算提供了简便方法。