整体壁板离散填料滚弯成形有限元模拟

具有一定曲率外形的铝合金整体壁板属于典型的多筋零部件,传统弯曲成形工艺成形困难,容易产生多种缺陷。提出了离散填料辅助滚弯成形整体2A12T4铝合金壁板滚弯工艺,并通过实验与整体填料滚变成形进行了对比,同时采用有限元模拟技术,探究了离散填料辅助整体壁板滚弯成形中的影响因素。研究结果表明:填料数量、上下垫板厚度等因素对成形性能影响较大,填料在3~6块时成形稳定,可以有效地避免筋条屈曲与失稳;随垫板厚度增加,壁板表面圆弧更加光滑、连续,但是回弹性增强;上下垫板分别在10~20 mm厚度时,综合性能较好。通过离散填料辅助滚弯技术可以成形出质量较高的整体壁板。     

超薄不锈钢端接接头微束TIG工艺特性

针对0.2 mm超薄1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢端接接头进行微束TIG焊,采用连续焊和脉冲焊两种形式,研究焊接电流和焊接速度对焊缝成形及接头的影响。结果表明,接头宽度随着焊接电流的增加而增大,熔透深度也随之增大,有效电流相同的情况下,采用脉冲焊接能够获得更小的接头宽度和更大的熔透深度。接头抗拉力随着焊接电流的增加先增大后减小,采用脉冲焊接有利于提高接头的抗拉力,接头抗拉力最大达到1 070 N,高于连续焊接的950 N。奥氏体晶粒的母材经过焊接后出现了较多的δ铁素体,采用脉冲焊接方法的接头被熔合线分为多层,熔合线处的组织为奥氏体晶粒上分布黑色带状的δ铁素体。     

碳纤维编织复合材料冲压成形实验与仿真分析

编织复合材料成形由双曲率曲面构成的复杂结构件时,会导致复杂的纤维重新排布和重新取向,从而影响最终成形件的力学性能。基于纤维增强连续介质力学理论,作者以前提出了一种简单实用的超弹性模型来描述编织复合材料在成形过程中的非线性各向异性力学行为。利用冲压工艺为树脂传递模塑法提供碳纤维编织复合材料预成形件,研究了碳纤维编织复合材料在冲压成形带有双曲率曲面的结构件时的纤维重新排布和重新取向。碳纤维编织布被剪成纱线分别与模具矩形边成0和45°两种样式。利用所提出的模型对实验进行模拟并与实验结果进行对比发现,预测的纤维局部剪切角和边界纤维缩进量与实验结果吻合很好。这一研究对编织复合材料成形的数值预测与结构设计有着重要的意义。     

机织复合材料各向异性超弹性本构模型

基于纤维增强连续介质力学理论,提出一种超弹性本构模型来描述机织复合材料织物在成形过程中由于大变形所引起的非线性各向异性力学行为。在这一模型中,应变能函数被分解成两部分:一部分代表由于经纱和纬纱各自拉伸所产生的拉伸应变能;另一部分代表由于经纱和纬纱之间角度变化而产生的剪切应变能。本构模型中所需的材料参数通过对机织复合材料织物的单向拉伸以及偏拉试验数据的分析与拟合来求得。利用对一平纹机织复合材料的单曲率半球形冲压成形试验进行有限元模拟来验证模型。模拟结果与试验结果对比表明所提出的超弹性本构模型能够很好地表征机织复合材料在大变形下的非线性各向异性力学行为。这一本构模型具有简单实用、材料参数容易确定的优点。该模型对于机织复合材料成形的数值模拟与成形工艺优化设计有着重要的意义。     

基于迭代式回弹补偿的触发弹簧片折弯模具设计

回弹是金属板材折弯成形过程中需要考虑的主要问题之一。采用传统的工艺控制方法只能在一定程度上减少回弹量,通过回弹补偿则能更好地解决回弹问题。利用Dynaform有限元分析软件对某触发弹簧片的折弯成形过程进行了仿真分析和回弹预测,并根据回弹预测结果分别进行两次回弹补偿。最后将回弹补偿得到的模具型面应用于折弯模具设计。试验结果表明,通过两次回弹补偿修正得到的模具可制得符合精度要求的折弯件,从而证明通过迭代式回弹补偿解决弯曲回弹问题是有效的。     

PP木纤维复合材料热粘弹性力学特性研究

通过对PP木纤维复合材料进行应变率为10-4～10-2s-1、温度为90、130、170℃下的单向应力条件下的力学性能试验,结果表明,PP木纤维复合材料的力学响应对温度和应变率都是敏感的,并且升高温度与降低应变率对PP木纤维复合材料的力学性能有等效的影响。利用Maxwell模型提出了该PP木纤维复合材料的一个非线性热粘弹性本构方程,拟合出了相应的粘弹性参数。利用该本构模型模拟了PP木纤维复合材料的热压缩实验,理论计算所得应力-应变曲线与实验结果吻合较好。