高温含砂原油中等壁厚螺杆泵定子衬套磨损分析

为研究高温采油工况下螺杆泵定子衬套的磨损情况,将定子橡胶在高温含砂原油中进行摩擦学试验,测出橡胶的摩擦因数。运用有限元分析方法,对螺杆泵等壁厚定子橡胶衬套进行接触非线性计算,研究工作压差、过盈量以及摩擦因数等多因素对定子衬套磨损的影响。分析结果表明：在工作温度60℃、压差0.5MPa的工况下,橡胶衬套最大等效应力和等效应变出现在定子衬套外侧,最大等效应力和等效应变随着过盈量和摩擦因数的增大而增大,摩擦因数对定子橡胶衬套的磨损影响相对较小,选择合适的过盈量有助于减小磨损,提高效率。     

微小尺寸等壁厚不锈钢螺旋管充液压制成形方法研究

为了解决常规螺杆钻具寿命短与微小尺寸螺杆钻具等壁厚定子难加工的问题,本文采用充液压制成形工艺加工微小尺寸等壁厚螺旋管,基于304不锈钢拉伸实验,建立了充液压制成形等壁厚螺旋管有限元模型,用数值模拟方法研究管件外径、壁厚、液压力大小、液压力加载路径、压制速度、摩擦系数对螺旋管质量的影响。结果表明,管件外径为51.8 mm,壁厚为5.3 mm时,螺旋管质量较好,最大液压力为650 MPa,液压力加载路径为路径5,模具挤压速度为0.429 m/s,摩擦因数不超过0.125时,螺旋管加工质量较好,导程误差近似为0,壁厚误差小于8%,平均厚度为5 mm,螺旋管中部壁厚误差小于3%。研究结果可为生产实际中微小尺寸等壁厚不锈钢螺旋管的成形工艺提供参考。     

模具型面及冲头对304不锈钢三通成形效果影响研究

利用数值模拟研究了不同形式模具型面及冲头对采用液压胀形工艺制备的三通管件成形质量的影响,并研究了不同成形压力加载路径对应的成形效果。根据数值模拟结果,采用新型润滑涂层及相应的成形装置进行了管件冷成形实验。在支管高度、壁厚减薄率分布方面,管件实验结果与模拟结果非常一致。研究结果表明,采用较优的模具型面及冲头可以有效提高三通管件的成形质量。     

稠油开采中常规螺杆泵定子衬套磨损研究

为研究稠油开采中常规螺杆泵定子衬套的接触磨损,通过摩擦试验研究在不同转速和载荷下,定子衬套所用丁腈橡胶在高温含砂稠油中摩擦因数的变化规律。实验结果表明:定子橡胶的摩擦因数随着转数的增加先增大后减小,之后几乎保持不变;随着法向载荷的增大,定子橡胶的摩擦因数先减小后增大。以试验测得的摩擦因数为依据,利用有限元分析方法,对高温含砂稠油中螺杆泵定转子之间的接触进行分析,研究摩擦因数、过盈量、工作压差等因素对定子衬套接触磨损的影响。分析结果表明:衬套的剪应变随着衬套摩擦因数、过盈量、工作压差的增大而增大;位移量随着摩擦因数的增大而减小,随着过盈量的增大而增大;工作压差不但影响定子衬套内轮廓接触位置的磨损,还加剧衬套外壁面的黏着磨损。     

工艺参数对21-6-9高强不锈钢管数控弯曲壁厚减薄影响的显著性分析

为实现21-6-9高强不锈钢管数控弯曲精确成形,提高其成形质量与成形极限,需要对弯曲过程中壁厚减薄进行有效控制。基于ABAQUS/Explicit有限元软件平台,建立了21-6-9高强不锈钢管数控弯曲三维弹塑性有限元模型,并对其可靠性进行了验证。通过有限元模拟和正交试验,研究了工艺参数对21-6-9高强不锈钢管数控弯曲壁厚减薄影响的显著性及规律。结果表明,影响壁厚减薄的显著性工艺参数依次为芯棒伸出量、管材与芯棒间隙、管材与防皱块摩擦因数、管材与芯棒摩擦因数、管材与压块摩擦因数和弯曲速度,其影响规律为：壁厚减薄率随着芯棒伸出量、管材与防皱块摩擦因数、管材与芯棒摩擦因数、管材与压块摩擦因数、弯曲速度的增大或管材与芯棒间隙的减小而增大。采用多元线性回归方法建立了最大壁厚减薄率与显著性工艺参数之间的回归预测模型,经对比验证,回归预测模型结果与正交试验结果之间的相对误差不超过5%。     

汽车异径三通管成形数值分析及试验研究

管材胀形技术是一种减重、节材、节能,且广泛应用于汽车零部件的制造技术.为研究该异径三通管的变形机制和各工艺参数的影响,基于ABAQUS软件对异径三通管进行了数值仿真,分析了成形工艺参数(过渡区圆角、摩擦因数、轴向进给加载路径)对支管高度、壁厚分布及成形载荷的影响,并对异径三通管成形工艺参数进行了优化;应用塑性有限元方法...     

基于管件液压成形工艺的汽车吸能盒改进设计及成形分析

汽车吸能盒是整车重要的缓冲吸能结构。管件液压成形零件具有重量轻、刚度和强度高、耐撞性能好等优点,设计管件液压成形吸能盒替代原始冲压吸能盒。采用数值模拟方法分析吸能盒吸能性评价指标,比较管件液压成形吸能盒与冲压吸能盒缓冲吸能的性能。设计吸能盒的管件液压成形加载路径,通过成形分析得到加载路径对吸能盒的壁厚分布影响较大。故以吸能盒成形后的最小壁厚最大化作为优化目标,选取加载路径上的压力控制点作为设计变量,采用部分因子方法设计试验,然后采用克里格空间局部插值法构建近似模型,最后利用遗传算法求解得到优化后的加载路径,成功增加了吸能盒成形后的最小壁厚。     

AA5083管件颗粒介质非均匀内压温热胀形工艺性能解析

基于管件热单向拉伸试验、颗粒介质传压性能试验和外摩擦因数试验,分析了采用温热颗粒介质压力成形工艺时,在非均匀内压下AA5083管材自由胀形区的受力情况,探讨了颗粒介质与管件内壁摩擦作用对管件胀形区壁厚分布和胀形极限的影响。理论分析和工艺试验表明,温热颗粒介质压力成形工艺中颗粒介质与管坯之间存在的有益摩擦有效抑制了管件减薄,提高了管件胀形极限。     

考虑摩擦生热螺杆泵定子衬套的温升分析

为了预防采油螺杆泵定子衬套烧毁事故的发生,研究定子衬套摩擦生热问题。采用具有温度和位移自由度的耦合单元,建立了定子衬套摩擦生热的双向热力耦合模型。通过有限元模拟发现,当过盈量和摩擦系数大于某一数值时,定子衬套的温度出现急剧升高的现象,导致衬套烧毁,并且等壁厚定子衬套的温升大于常规定子衬套。分析结果可用于改进定子衬套的设计。     

凸环管件颗粒介质内高压成形工艺理论解析

离散体颗粒介质使颗粒介质内高压成形工艺中的传压具有非均匀性、颗粒介质与管件之间摩擦作用显著等特征,基于此,建立了颗粒介质非均匀载荷传压模型,对凸环管件胀形工艺过程进行了理论推导和数值解析,探讨了内压状况和摩擦条件对管件成形性能的影响,并通过工艺试验对理论分析结果进行了验证。分析结果表明,颗粒介质内高压成形工艺所具有的内压非均匀性、介质与管坯摩擦作用显著两大特征可有效减小胀形过程中的壁厚减薄和成形压力。对比试验与理论分析结果表明,壁厚分布和成形压力的理论计算结果与试验结果一致,颗粒介质非均匀载荷传压模型的构建策略可用于管件成形的预测和分析。     

凸轮机构混合弹流润滑特性分析

针对凸轮机构在混合弹流润滑状态下容易过早形成胶合和磨损等问题,对处于混合弹流润滑状态下的凸轮机构润滑特性进行研究。基于载荷分担思想,联立凸轮机构参数方程和弹流润滑理论方程,采用数值解法对凸轮机构推程中的摩擦因数、膜厚和油膜承载占比进行求解,得到6种运动规律凸轮机构的摩擦因数、膜厚和油膜承载占比随凸轮转动的变化曲线,并探究基圆半径、当量弹性模量和转速对凸轮机构混合润滑特性的影响。研究结果表明:增大基圆半径和转速有利于降低推程中的摩擦因数,且使膜厚和油膜承载占比增大,从而有利于改善润滑状况;增大当量弹性模量对推程膜厚影响不大,但会增大摩擦因数,使油膜承载占比减小,从而不利于润滑状况的改善。     

[材料成形中的数字化与智能化产品设计]6016铝合金汽车典型结构件固溶成形工艺研究

以某车型铝合金汽车后风挡下横梁为研究对象，利用PAM-STAMP软件进行了一步固溶成形和分步固溶成形工艺分析。通过优化关键工艺参数如摩擦因数和成形温度，结合相应的工艺实验，建立了工艺仿真模型；通过对测量路径上壁厚分布的实验值与数值模拟值进行误差对比分析，判断成形工艺合理性。结果表明：汽车后风挡下横梁采用一次成形方式容易在中间形变突变处造成开裂或减薄现象，随着摩擦因数增大，最小厚度急剧减小；相比一次成形方式，采用分步成形方式，最小减薄率减小了4.67%，回弹量减小了40.21%，温度与摩擦因数对最小厚度的影响较小；经时效处理后进行力学性能检测，铝合金汽车后风挡下横梁抗拉强度达到308 MPa，表明采用固溶成形工艺是可行的。     

工艺参数对铝合金板筋摩擦因数的影响

利用自行研制的新型摩擦测试装置,对铝合金板成形过程拉深筋部位摩擦因数进行了测试实验.探讨了压边力、拉延速度、润滑状态等3种工艺参数对拉深筋部位摩擦因数的影响.实验结果表明,在润滑状态下,摩擦因数随拉延速度的增加先增大后减小,随压边力的增加先减小后增大;在无润滑状态下,虽然在拉延初期摩擦因数随拉延速度的增加呈不规则变化,但是当拉延速度达到9 mm/s以后摩擦因数随拉延速度的增加而减小,随压边力的增加先增大后减小.在某些条件下,润滑状态下的摩擦因数反而比无润滑状态下的大,主要原因是润滑油膜对铝合金板与模具表面之间有较大的吸附力.     

轴颈表面粗糙度对橡胶材料干摩擦特性的影响

当船舶艉轴承供水系统出现故障或轴承过载时,金属轴颈与橡胶轴承之间会发生局部接触而处于干摩擦状态下。为研究金属轴颈表面粗糙度对水润滑橡胶轴承干摩擦特性的影响,采用TIME3230表面粗糙度测量仪对金属轴颈表面微凸体进行测量,得到金属轴颈表面微凸体的位置参数分布曲线,并对其进行去噪处理;利用傅立叶变换重新构造去噪后的金属轴颈表面粗糙度分布,并依据理论计算金属轴颈-橡胶轴承摩擦副的摩擦因数。金属轴颈-橡胶轴承摩擦副的摩擦因数计算结果与实际情况吻合,说明建立的轴颈表面粗糙度分布模型合理。分析结果表明:在干摩擦状态下,金属轴颈-橡胶轴承摩擦副的摩擦因数随着表面粗糙度函数波幅的增大呈线性增大趋势,随着粗糙度分布函数的特征波长系数的增大呈非线性增大;润滑流动方向顺着加工纹理方向时,摩擦因数比垂直加工纹理方向和与加工纹理呈45°时的摩擦因数都小。因此,选择合理的轴承表面粗糙度的幅值和波长可以提高金属轴颈-橡胶轴承摩擦副的摩擦润滑性能;沿加工纹理加工、装配金属轴颈-橡胶轴承摩擦副,可降低摩擦因数。     

工艺参数对汽车副车架内高压成形质量的影响

采用有限元分析软件Dynaform,对某汽车副车架的内高压成形工艺进行数值模拟。研究不同初始管坯尺寸和内压加载路径对壁厚分布和零件成形质量的影响。分析结果表明,合理的初始管坯尺寸和内压加载路径能够改善零件壁厚分布的不均匀性,提高材料的成形极限和产品质量。该分析结果为内高压成形工艺的制定提供依据。     

圆弧焊缝拼焊板成形性能的影响因素分析

为了提高拼焊板的成形质量,针对固定圆弧半径R=180 mm差厚拼焊板,利用Dynaform数值模拟仿真技术与正交设计相结合的方法,对影响横向圆弧焊缝拼焊板成形质量的强度比、凸凹模间隙、薄侧压边率、摩擦因数、总压边力、板厚比因素进行了分析。结果表明:强度比、摩擦因数、总压边力及板厚比对成形结果影响相对较大。随着薄侧母材强度的提高,其抵抗变形的能力不断增强,使得薄侧母材变形程度降低导致焊缝移动量有所降低,拼焊板成形质量有所提高。摩擦因数和总压边力对拼焊板的成形性能的影响并不是很大,但过大的摩擦因数和过大的总压边力会影响两侧母材的材料流动性,进而影响板料的最终成形质量。在设计拼焊板时,板厚搭配应仔细考虑,一般把板厚比取在1.0~1.0到1.0~1.4这个范围之间成形较为稳定,过小和过大的板厚比不利于拼焊板成形。     

弯曲轴线薄壁焊管内高压成形壁厚与变形规律的研究*

为了揭示焊缝对弯曲轴线类管件内高压成形的影响及缺陷产生的机制,采用试验和数值模拟的方法研究弯曲轴线焊管内高压成形的主要缺陷及壁厚分布规律,并分析焊缝在不同工序间的综合影响。结果表明,即使焊缝远离圆角区域,焊缝仍然是缺陷易发部位,弯曲使焊缝塑性下降,并导致在后续的工序中发生起皱甚至开裂。对于弯曲轴线薄壁焊管内高压成形,壁厚主要受弯曲和高压整形工序的影响,预成形工序对壁厚影响不大,而且焊缝的壁厚变化量始终小于其他区域。由此可知,焊缝是导致弯曲轴线薄壁焊管内高压成形缺陷产生的重要影响因素,将焊缝置于轻微压缩变形部位,是克服焊接接头性能下降导致的成形能力不足和避免缺陷产生的有效手段。     

微塑性成形中的摩擦研究

微塑性成形中由于尺寸微型化出现了"尺度效应",导致了摩擦润滑呈现出不同于传统宏观尺寸的特点,利用"开口和封闭润滑穴"模型解释了微塑性成形中的摩擦问题.结合微压缩实验讨论了流动应力的修正,即消除摩擦力对微压缩的影响.耦合鼓度法和有限元技术对微压缩试验进行了研究,制定了标定曲线,进行了拟合回归,求解了实验中的摩擦因数,修正了流动应力,从而获得真实流动应力-应变曲线,可以为后续的微塑性成形有限元数值模拟提供准确的材料模型.     

发动机连杆衬套微动特性分析

针对某型发动机连杆衬套和连杆小头过盈配合引起的微动现象,应用有限元对连杆小头组件爆压时刻的接触过程进行仿真分析;选取过盈量和摩擦因数为试验因子建立正交模拟试验方案,得到过盈量和摩擦因数对连杆衬套微动特性影响规律。结果表明,随过盈量的增大,连杆衬套接触压力增大,摩擦应力减小;随摩擦因数的增大,连杆衬套接触压力先增大后减小,摩擦应力增大;连杆衬套和连杆小头接触面间摩擦因数对连杆衬套微动特性影响显著。     

两种采油螺杆泵定子摩擦特性对比分析

在采油过程中,螺杆泵定子容易因为磨损而导致失效,针对这一问题,对螺杆泵常规定子与等壁厚定子的摩擦特性进行了研究。首先,利用有限元分析软件对两种定子进行了热力耦合仿真;然后,分析了两种定子在工作过程中的摩擦应力状态,以及过盈量和温度对其摩擦性能的影响;最后,对两种定子的摩擦特性进行了综合对比,分析了两种定子分别在过盈量和温度范围内的适宜工作区间。研究结果表明：与常规定子相比,等壁厚定子的摩擦应力分布更为均匀;随着过盈量和温度的升高,两种定子的摩擦应力均呈逐渐增大的趋势;当过盈量低于0.3 mm,温度高于40℃时,等壁厚定子的摩擦性能优于常规定子;两种定子摩擦特性的对比研究结果对于定子结构设计优化及不同工况下定子样式选取具有一定的参考价值。