装配间隙对大型模锻压机结构刚度的影响

为了便于装配,在大型机械装备的安装中往往需要预留一定的间隙,根据大型模锻压机的几何特征和受载情况,利用有限元分析软件MSC.MARC对模锻压机在不同工况和不同装配间隙下的结构刚度进行模拟分析,探讨了装配间隙对模锻压机结构刚度的影响,并给出降低安装难度的合理间隙值范围.     

大型组合机架的疲劳寿命分析

针对大型模锻压机机架的疲劳失效形式,在承受拉、压复合作用下,以等效应力作为裂纹寿命估算的依据,并采用有限元进行疲劳寿命数值分析。分别计算不同应力集中系数、过载荷、残余应力、表面粗糙度取值下的疲劳寿命,并进行相应的敏度分析。通过仿真分析,得到影响疲劳寿命的关键因素变化趋势,为改进疲劳寿命提供直接依据。     

2124铝合金超厚板热轧过程温度场的数值模拟

根据在Gleeble-1500热模拟试验机上得到的数据,在Marc软件中建立了2124铝合金的数据库;采用二维弹塑性大变形有限元法,对该铝合金超厚板热轧过程进行了数值模拟,分析了热轧过程中轧件温度场的分布和变化规律.结果表明:在整个轧制过程中,轧件内部节点的温度变化缓慢,而表面节点的温度变化较为剧烈;模拟计算的出口处板坯表面温度(431℃)与实测的表面温度(436℃)吻合较好.     

快速铸轧变形过程有限元模拟

在弹塑性有限变形理论基础上,对快速铸轧塑性变形仿真建模进行了研究。应用大型通用有限元分析软件ANSYS为平台,并对软件进行了二次开发．得到用户分析程序。计算结果与实测数据相符,从而验证了模型与程序的正确性。研究结果表明．难以实现热力耦合的问题可以用准耦合的方式解决。     

Modeling for thermal contact resistance of frictional interface under high temperature and high pressure

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｔｈａｔｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｆｔｗｏｓｐｅｃｉ ｍｅｎｓｃｏｎｔａｃｔｕｎｄｅｒｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｍｅｃｈａｎｉｃｌｏａｄｉｓｓｅｅｎｅｖｅｒｙｗｈｅｒｅ[1] ,ｗｈｉｌｅｗｈａｔｉｓｔｈｅａｃｔ     

模具构件相互作用对复合材料固化应变的影响分析

复合材料热压罐固化工艺中,构件的脱模变形是影响成型质量的重要原因。通过热电偶和光纤光栅传感器相结合的方法对复合材料构件在热压罐成型工艺过程中的温度和应变进行了在线监测,研究了模具构件的相互作用导致的应变发展,并分析了树脂固化对模具构件相互作用的影响。结果表明:固化过程初期,应变主要来自构件压实和树脂的流动、凝胶,而后模具构件的相互作用会随树脂固化度的增大而增大,模具与构件之间转变为粘接状态,降温时模具构件的相互作用会使二者发生分离导致构件发生应力释放,并且应力释放会使模具构件的相互作用减弱。     

厚截面复合材料固化温度不均匀性对力学性能的影响

通过对厚截面复合材料层合板不同部位设置隔离膜与热电偶的方法来测试厚截面复合材料在固化过程中沿厚度方向的温度分布。采用横向拉伸和短梁剪切测试手段,研究了厚截面复合材料制件固化过程中沿厚度方向的温度不均匀性对力学性能的影响规律,并通过扫描电子显微镜(SEM)分析了层合板力学性能测试后的断面微观形貌。结果表明,厚截面复合材料固化过程中沿厚度方向存在明显的温度梯度,随着温差的增加,拉伸强度、层间剪切强度力学性能呈下降趋势。以上层合板为参考对象,当层合板沿厚度方向温差为20.6℃时,其横向拉伸强度相差7.4%,层间剪切强度相差6.8%;当层合板沿厚度方向温差为10.2℃时,其横向拉伸强度相差3.8%,层间剪切强度相差3.4%。这是由于固化温度过高,树脂与碳纤维界面的结合强度降低。该研究为厚截面复合材料制件热压罐成型过程中温度场均匀调控的必要性提供了重要的实验依据及理论参考。     

基于ANSYS的快速铸轧过程温度场数值模拟

建立了快速铸轧过程这类具有质量输运现象的金属凝固传热有限元数学模型,考虑了影响辊套与带坯传热的界面接触热导问题,采用大型通用有限元分析软件ANSYS对快速铸轧过程中的辊套与铸坯耦合温度场进行了仿真分析,并就不同工艺参数(铸轧区长度、接触界面换热系数、浇注温度、铸坏厚度以及铸轧速度等)对铸坯温度分布及其相变区间的影响进行了系列研究,为连续铸轧特别是快速铸轧工业实验参数设计提供了依据.     

基于树脂流动的变截面复合材料结构固化过程热-流-固多场强耦合数值仿真

在考虑树脂流动对固化温度场影响的基础上,将树脂流动引入经典热-化学模型,并在考虑了固化过程材料性能时变特性条件下,建立了复合材料热-流-固多场强耦合有限元模型。通过对比文献中未考虑树脂流动对温度场的影响,本文所建模型温度场较实际结果的最大温差更低,厚度密实精度更高,模型可靠性更好。基于所建热-流-固强耦合有限元模型,对变截面复合材料结构固化过程进行数值仿真。研究发现,变截面复合材料结构较厚区域存在明显温度场、固化度场及树脂流场分布梯度,纤维体积分数分布不均性较大,这与结构不同区域的厚度、固化过程温度传递滞后及局部树脂流动受固化效应不同步产生的影响有关。变截面复合材料结构厚度由3.52 mm增加至42.24 mm,截面最大温差由0.3℃增加到34.3℃,纤维体积分数分布不均匀性由0.1%增加到1.3%。     

7085铝合金亚动态再结晶行为的研究

以铸态7085铝合金为实验对象,通过在Gleeble-1500热模拟实验机上实施双道次的热压缩模拟实验,研究了7085铝合金在应变速率0.005～5 s~(-1)、温度300～400℃、道次时间间隔30～120 s下的道次间隔时间内的亚动态再结晶规律。结果表明:7085铝合金道次间隔内的亚动态再结晶分数受温度影响很大,当温度升高时,亚动态再结晶分数迅速增加;受应变速率的影响也很明显,随着应变速率的增大,7085铝合金道次间隔内的亚动态再结晶分数增大。另外,当道次间隔时间增加时,亚动态再结晶分数的增大更加显著。依托实验所得到的数据,建立了7085铝合金道次间隔时间内的亚动态再结晶力学模型,且将所建立的亚动态再结晶力学模型的预测结果与实验值对比,二者吻合度较好,这验证了模型的正确性。