体成形数值模拟中的模具型腔、网格生成及接触搜索的一致描述

以三次Ｂ样条曲面描述为基础,对体成形数值模拟中的复杂模具型腔、锻件三维网格自动划分、锻件与模具接触的状态进行一体化研究。利用Ｂ样条曲面的直观性、局部性、通用性和造型灵活性,构造了复杂模具型腔及锻件边界,提出了三维网格样条生成法、改进的分块样条生成法及接触判断区域层次搜索技术。     

连杆准静态裂解数值模拟关键技术与启裂分析

对连杆准静态裂解进行了数值模拟分析,对裂纹区网格划分、接触与约束处理、无应力投影功能与自适应加载步长等关键技术进行了探讨;运用临界J积分和最大主应力准则作为连杆启裂的判据,分析了启裂时连杆应力场、塑性场及位移场,给出启裂点的分布状况.数值分析表明:连杆裂解的塑性区只存在于裂纹区裂尖附近,启裂点不唯一且沿连杆厚度方向散布在裂尖,但启裂率先发生在中部裂纹区的最大主应力峰值域,并向上下表面和外轮廓扩展.启裂点散布以及裂纹扩展路径不同极易造成裂纹交汇异常,并导致裂解过程中的爆口、断裂面台阶等裂解缺陷.     

应用Nd∶YAG激光加工连杆初始裂解槽

为改善连杆裂解槽加工精度和质量,进而提高裂解连杆的成品率,通过试制两种连杆产品,确定了激光加工参数。采用Nd∶YAG固体激光器对两种类型的连杆进行了裂解槽激光加工试验,分析了采用不同切割参数加工的裂解槽质量,并对激光切割参数进行了优化。结果表明:激光峰值功率、离焦量、切割速度、脉冲频率、辅助气体压力、激光入射角等对裂解槽的加工质量均有很大的影响,其中激光峰值功率2.4kW,脉冲时间0.4ms时,切槽深度为0.453～0.457mm,当脉冲频率与切割速度比值约为3,在非正离焦量状态下,所加工的裂解槽对连杆的裂解非常有利,能够满足M0406连杆的裂解质量要求。     

连杆预制裂纹槽激光加工工艺参数

为研究激光器工艺参数对连杆预制裂纹槽的影响规律,本文采用YAG固体激光器对捷达轿车连杆进行了预制裂纹槽的切割加工试验.通过改变激光器的功率、切割速度、脉宽、频率、入射角等参数研究各参数对预制裂纹槽加工质量的影响规律.试验结果表明:采用氩气作为辅助气体,高功率密度与低扫描速度有利于提高裂纹槽质量;重复频率的提高会导致裂纹槽宽度增加,当重复频率由26 Hz增加到36 Hz时,槽宽增加0.05 mm左右;入射角取15~30°时切割的裂纹槽质量较好.     

发动机曲轴箱轴承座裂解加工数值分析

预先精确计算裂解力参数,对于裂解设备设计及工艺过程的制定至关重要。应用MSC.MARC软件对捷达轿车发动机主轴承座(以RuT380材料为例)起裂过程进行数值模拟,得出了裂解力与J积分的关系曲线。根据J积分值与断裂韧性的关系,确定了临界J积分,采用线性插值的方法获得了裂解力,并进行了实验研究。实验结果表明:此方法也适用于不同结构、不同材料的其他分体类零件裂解加工时裂解力的确定。     

装配式凸轮轴悬臂式数控装配机的机架模态分析

利用有限元模态分析方法对装配式凸轮轴悬臂式数控装配机机架的模态特性进行了分析,得到了机架的前十阶固有频率和相应的振型,并对各阶振型进行了分析评价。根据分析结果,对机架的工作台及立柱提出了提高刚度和减轻重量的结构改进设计方案,并对改进后的机架进行了模态分析。结果表明:优化后的机架设计方案减轻了机架的重量并改善了结构的振动特性,提高了设计质量。     

滚花连接的中空凸轮轴装配过程影响因素分析

介绍了中空装配式凸轮轴的滚花连接机理,采用有限元数值模拟分析了滚花连接压装力的影响因素,并进行了凸轮和轴体的压装试验。结果表明,凸轮和轴体材料的匹配、滚花连接区长度、过盈量、滚花齿形及齿间距都是影响装配压装力的主要因素;在凸轮与轴体材料一定的条件下,选用合理的滚花齿形、增大装配过盈量和连接区长度均可提高连接强度。滚花连接压装试验显示,数值模拟预测结果合理、准确、可靠,可为装配机的设计和装配式凸轮轴的生产提供依据。     

滚花连接的中空凸轮轴装配过程影响因素分析

介绍了中空装配式凸轮轴的滚花连接机理,采用有限元数值模拟分析了滚花连接压装力的影响因素,并进行了凸轮和轴体的压装试验。结果表明,凸轮和轴体材料的匹配、滚花连接区长度、过盈量、滚花齿形及齿间距都是影响装配压装力的主要因素;在凸轮与轴体材料一定的条件下,选用合理的滚花齿形、增大装配过盈量和连接区长度均可提高连接强度。滚花连接压装试验显示,数值模拟预测结果合理、准确、可靠,可为装配机的设计和装配式凸轮轴的生产提供依据。     

体积成形数值模拟边界接触摩擦与滑动约束处理

针对三维体积成形有限元数值模拟边界界面接触问题 ,提出引入边界摩擦与滑动约束的矩阵变换法 ,并进行了数值实验与齿轮镦锻成形有限元分析