38MnSiVS5非调质钢转向节的热锻成形数值模拟

以丰田IMV皮卡转向节的热锻工艺为研究对象,采用Deform-3D软件对38MnSiVS5非调质钢转向节的热锻成形过程进行有限元模拟,分析了该转向节辊锻毛坯头部直径的尺寸设计对成形载荷、坯料成形充模效果的影响,研究了阻力墙在热锻成形过程中对锻坯中金属流动和充填的作用。模拟结果表明:适当增加辊锻坯料的头部直径有助于金属充模,但直径过大会导致成形载荷急剧上升;为了促进转向节头部5个叉的成形,并避免辊锻坯料直径过大,有必要通过设置阻力墙迫使金属向合理方向流动。热锻成形试验表明,优化工艺后的转向节成形锻件的充填效果得到明显改善。     

预成形毛坯过渡圆角半径对气门终锻成形过程的影响

采用数值模拟与实验相结合的方法,对气门毛坯的楔横轧-模锻工艺过程进行研究,依据气门毛坯楔横轧成形工艺及终锻成形工艺的要求设计了不同过渡圆角半径的预成形毛坯,采用有限元软件进行数值模拟。分析其成形工艺过程中坯料的金属流动规律、不同过渡圆角半径的坯料所需最大成形载荷,并研究成形过程中坯料与凹模的接触情况。研究结果表明,与锻件过渡圆角相比,毛坯圆角半径与锻件圆角半径越接近,综合效果越好;当毛坯圆角半径过小时,所需的成形载荷也较小,但毛坯过渡圆角处的氧化皮难以清除,且会出现较浅的挤压痕迹;当毛坯圆角半径过大时,成形载荷也越大,产生严重的挤压痕迹,使模具产生严重的磨损,从而降低模具的使用寿命。     

韧性断裂准则及损伤模型在冲裁有限元模拟中的应用研究

在冲裁有限元模拟中,韧性断裂准则的选择会对冲裁件断面质量与尺寸精度产生很大影响。为了获得符合实际的模拟结果,进而优化冲裁工艺,重点研究了一些常用的韧性断裂判定依据,并从物理学角度阐述了韧性断裂机制。基于试验的韧性断裂准则,考虑了变形历史中的应力应变关系,使用由反求法确定的临界值来判定韧性断裂的发生与否。基于连续损伤力学建立的损伤模型,考虑了变形过程中损伤累积对材料本构关系的影响,能够更准确地描述断裂过程。此外,还分析了冲裁有限元模拟中的关键技术,如采用任意拉格朗日欧拉方法来解决网格畸变问题,使用单元分裂、单元分离与单元删除等技术来处理裂纹的萌发与扩展。探讨了目前韧性断裂模拟中存在问题以及未来发展方向。     

TA1板材对角拉伸试验及数值模拟研究

为了测试钛合金材料的抗皱性能,以及验证塑性成形仿真软件对起皱问题的预测精度,选取了钛合金TA1材料进行方板对角拉伸试验,同时对试验过程进行数值模拟分析,对比试验结果和模拟结果,验证了数值模拟的准确性。在方板对角拉伸试验的数值模拟过程中,通过设置不同的扰动类型来替代外界影响因素,以及不同的单元阶次、算法等模拟参数,来分析各类模拟参数对数值模拟结果的影响规律。结果表明,不同的扰动类型对模拟结果产生的影响很小,采用二次单元和静态算法的数值模拟结果与试验结果基本一致,因此能够有效预测由不均匀拉应力引起的板材起皱现象。     

基于Dynaform的波形片成形回弹研究

以某离合器波形片为研究对象,利用Dynaform有限元软件对波形片的成形回弹进行数值模拟,分析了波形片回弹前与回弹后的应力分布,研究了模具间隙及板料厚度对波形片回弹后成形高度的影响。模拟分析表明,波形片弯曲成形的圆角处变形比较剧烈,其应力值较其他区域值更大,且回弹后应力值的减小使得板料发生回弹,而回弹使得波形片成形高度降低,从而影响离合器从动盘总成的弹性;波形片的成形高度随着模具间隙的增大而减小,而随着板料厚度的增加而增大。试验结果表明,当板料厚度分别为0.6和0.8mm时,试验值与模拟值的误差变化范围分别为5.44%~7.54%和4.52%~5.93%,模拟结果与试验结果取得较好的吻合性。     

奥迪汽车B柱超高强钢热冲压厚度分布研究

根据numisheet 2008标准考题benchmark problem BM3模块上提出的汽车B柱热冲压成形问题,对汽车B柱热冲压进行了建模,并进行热冲压分析。对B柱上3个典型截面P1,P2,P3进行了有限元分析,主要研究了3个截面的厚度分布情况,并将3个典型截面的厚度值与试验结果进行比较。研究表明:B柱热成形后厚度分布基本保持均匀分布,尾部局部区域发生突变增厚现象,P1截面的厚度值对称分布,中间部位出现厚度峰值;P2截面厚度值沿截面线呈先减小后增大的对称分布;P3截面厚度沿Section 3a的方向变化较大,Section 3b变化平缓,有限元结果和实验结果基本相吻合。     

数字化样机技术在制动器研发中的应用

数字化样机技术作为一种新型的设计手段,能够在设计的早期尽可能的发现设计环节存在的不足并进行及时的完善优化,达到产品最优化设计的目的。本文利用数字化样机技术,搭建了制动器3维模型并将其导入到Ansys Workbench环境,加以条件限定,通过数值分析进行优化设计,选定满足制动器要求的性能材料。     

两自由度可控装载机构动力学分析与研究

针对一种新型装载机工作装置进行了动力学分析和实验研究。分析了各构件的受力,并利用达朗贝尔原理建立了可控装载机构动态静力学模型,求解了各铰点约束反力及主动杆的驱动力矩,并在此基础上进行了主动杆输入功率预估。建立可控装载机构虚拟样机模型,利用ADAMS对其进行了动态静力仿真,得到了两主动杆驱动转矩及功率曲线。在已采购电机和减速机的基础上,根据动力学仿真结果搭建了该可控装载机构电传动系统及相关可控机构式装载机样机,并进行了200 kg、300 kg土块,以及400 kg铁块的场地举升实验。上述研究及实验结果为可控机构式装载机的进一步设计研发提供理论基础及参考。     

基于增材制造技术的注射模镶件冷却水路优化设计

利用Moldflow软件对平板电视底座支架成型过程进行模拟仿真,对传统冷却水路、圆形随形冷却水路、方形随形冷却水路方案进行了模拟分析。结果表明,圆形和方形随形冷却水路冷却周期明显短于传统水路,圆形和方形随形冷却水路冷却周期相近;圆形随形冷却水路承受注射压力优于方形随形冷却水路。利用选择性激光熔化技术快速制造出具有随形冷却水路的注射模镶件,将该镶件应用实际生产,成型的塑件质量良好,模具冷却周期缩短了50%。     

基于热模拟的G2钢双丝埋弧焊粗晶区研究

利用热模拟试验机Gleeble3500模拟单、双丝埋弧焊条件下G2钢的粗晶区组织,模拟的线能量分别为19.5 kJ/cm、25 kJ/cm、39 kJ/cm、50 kJ/cm。研究了模拟的粗晶区组织和性能。研究表明,无论在何种线能量下,G2钢粗晶区的冲击功都很低。断口均为脆性的沿晶或(和)穿晶断裂。随线能量增加,粗晶区晶粒长大,同时针片状析出物析出、聚集、长大。线能量不大于39 kJ/cm时,其对粗晶区的硬度、耐磨性等影响不大,但当线能量增加到50 kJ/cm时,粗晶区性能显著变坏。