基于AFDEX的45°斜三通挤压成形工艺数值模拟及试验研究

基于AFDEX有限元软件,建立了某规格45°斜三通挤压成形热力耦合有限元模型,揭示了成形过程中等效应变、载荷-时间曲线和模具应力的分布规律,得到了挤压该规格45°斜三通件挤压设备吨位.研究结果显示,高应变值主要集中在坯料金属流经垂直冲头的区域;由载荷-时间曲线可知,镦粗开始后,镦粗杆的载荷先缓慢上升,之后快速增大,直到镦粗结束,成形载荷为42410 kN;反挤压开始后,随着加载过程的进行,反挤压杆的载荷迅速增大至约23000 kN,之后一段时间内相对趋于稳定,最终,成形载荷为34920 kN.结合工艺试验,镦粗和穿孔的成形载荷分别为41520和34500 kN,与模拟结果非常接近,验证了工艺方案的合理性,模具结构满足要求.     

基于正交试验的冲压成形工艺参数多目标优化

以某车型的前隔板为研究对象,通过三维建模软件设计工艺补充面和压料面,借助有限软件对其成形工序进行模拟分析.将数值模拟和正交试验设计相结合,采用多目标优化方法优化前隔板零件成形工序的压边力和各段拉延筋阻力系数,得到优化的参数组合为压边力F=500 kN,拉延筋阻力系数K1=0.4,K2=0.4,K3=0.3,K4 =0.6.极差分析表明,对最大减薄率影响最大的因素为拉延筋阻力系数K2,对最大增厚率影响最大的因素为拉延筋阻力系数K3.实验结果表明,采用优化后的参数得到实际成形零件无拉裂缺陷且零件厚度满足要求.     

基于多物理耦合场的固液两相磨粒流伺服阀阀芯喷嘴抛光研究

伺服阀阀芯喷嘴是伺服控制系统中的重要零部件，尤其是喷嘴小孔的表面质量会直接影响到整个伺服控制系统的进程，因此阀芯喷嘴要求很高的尺寸精度、形位精度以及表面粗糙度。为探讨磨粒流抛光伺服阀阀芯喷嘴的抛光效果，对磨粒流抛光阀芯喷嘴的加工过程进行数值模拟研究，分析了不同入口速度条件下阀芯喷嘴内磨粒流的动态压力、速度以及湍流动能的分布状况，研究分析了磨粒流抛光阀芯喷嘴的有效性，并对阀芯喷嘴的磨粒流抛光效果进行了预测。     

三元复合溶液在偏心配注器喷嘴中流动流场的数值分析

为了解决三元复合驱由于二类油层层问差异大,注入同一种分子量聚合物的三元复合溶液易导致中低渗透层堵塞的问题,研制了喷嘴结构分质注入工具对聚合物分子量进行剪切,从而实现聚合物分子量与油层渗透率的合理匹配,提高油层动用程度.通过FLUNET数值模拟软件对三元复合溶液在偏心配注器喷嘴中流动的流场进行了数值计算,分析了喷嘴直径与流场速度分布、压力分布及视黏度分布的关系.数值结果表明,喷嘴直径是影响分质注入工具性能的主要影响因素.数值分析结果为工具优化提供了重要理论依据.     

不同夹持方式下高速动车组蒙皮件拉形过程数值模拟

采用动态显式有限元软件,对6082-T6铝合金板材在传统夹持方式和柔性夹持方式时成形球面件的过程进行了仿真,对比分析拉形过程中板材的应力和应变变化.结果表明,与传统夹持方式相比,在柔性夹持方式下得到的多点拉形件应力应变分布均匀,成形效果较好,而且可以提高材料的利用率.完成了相关的实验验证,结果表明柔性夹持方式适用于高速动车组车头蒙皮拉形过程,验证了柔性夹持装置的可行性与实用性.     

高温泡沫辅助多元热流体技术机理研究及应用

针对水平井多元热流体多轮次吞吐过程中存在气窜的问题,在室内实验筛选适用于NB35-2油田的高温泡沫体系的基础上,利用数值模拟软件建立高温泡沫辅助多元热流体一维和三维数值模拟模型,分析高温泡沫辅助多元热流体技术提高采收率机理。结果表明,高温泡沫辅助多元热流体数值模拟模型拟合精度高,其提高采收率机理主要有抑制注入气体窜流,减少注入热损失以及保持注入井近井地带地层能量等3个方面。现场应用表明,高温泡沫辅助多元热流体可以降低多轮次吞吐气窜问题,能进一步提高多元热流体多轮次吞吐后期的开发效果。     

海上摇晃条件下油轮货油温降规律数值模拟研究

油轮在海上运输过程中会发生旋转运动和平移运动,货油温降过程为伴随着自由液面运动的非稳态混合对流过程,水热力规律较静止情况更为复杂。基于FLUENT动网格的VOF模型对摇摆(旋转运动)条件下的原油自由液面运动规律及舱内货油温降规律进行系统研究。结果表明,摇摆一方面不断改变浮升力相对于船舱的方向,使得自然对流不断被扰动;另一方面导致自由液面与船舱内壁及舱内顶部空气间的相对运动,使静止条件下的自然对流变成强制对流。以上两方面的影响均对舱内原油与舱外海水间的传热产生了显著的强化作用,使得温降速率与旋转角速度呈正相关。     

弹丸侵彻运动钢板的数值模拟

针对反舰弹丸打击运动目标,运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对反舰弹丸侵彻不同组合模式、运动状态钢板的过程进行了数值模拟,分析了钢板的单层厚度、总厚度、运动状态对反舰弹丸侵彻过程的速度、姿态及受力状态的影响特性.数值模拟结果表明,钢板的总厚度是影响弹丸速度变化的主要因素,单层钢板的厚度是影响弹丸姿态和壳体应力状态的主要因素,钢板运动对弹丸速度变化和壳体应力状态的影响相对较小,但对弹丸的姿态影响较大.     

发散形环形切割装置的数值模拟仿真

目前环形切割装置产生的无论是射流还是EFP都不太稳定,在飞行过程中由于空气动力都会导致侵彻体偏斜,靶板的侵彻达不到预期的穿孔效果.针对该问题,设计了一种发散形的环形切割装置,利用AUTODYN软件,对这种环形切割装置在不同发散角下进行了数值模拟仿真.仿真结果表明,当发散角度在7°左右时,可以达到最佳开孔效果,且比现有环形切割装置开孔直径大;侵彻过程中也不存在内偏现象.     

四边形格壁后掠式栅格翼气动特性研究

格壁剖面形状不同的栅格翼其升力性能也大有不同,前期研究表明菱形剖面和四角形剖面栅格翼比矩形剖面栅格翼减阻能力更好.文中基于此对后掠45°的栅格翼进行数值模拟研究,结果表明,投影尺寸相同的3种四边形后掠式栅格翼与其正置式相比均能够有效提高升力,增大升阻比,并且菱形和四角形剖面后掠式的栅格翼气动特性均优于矩形剖面后掠式栅格翼.