微通道扁管挤压成形模拟及焊合质量的预测

采用刚塑性有限元软件DEFORM-3D对微通道扁管的挤压成形进行数值模拟,得到两种分流模具挤压微通道扁管时焊合面上静水应力、等效应力和金属速度的分布以及变化规律。利用Donati提出的K参数法对两种模具的焊合面焊合质量进行预测对比,得到平面模和球面模的焊合面焊合质量指标Kad值分别为154.7和196.0,表明球面模挤压得到的扁管焊合质量优于平面模。通过实验测量两种模具挤压得到扁管的爆破压力分别为18.5MPa和26.0MPa,表明球面模挤压扁管的承压能力高于平面模,并进一步验证了预测结果。     

UOE焊管成形三维有限元模拟

建立了UOE焊管成形过程的三维有限元模型,模拟具有大变形和复杂接触的成形过程,分析板料各个成形段的回弹,获得了不同成形段板料的变形构形、等效塑性应变分布以及成形载荷的变化。研究结果可为UOE工艺设计以及评估成形机组制管能力提供指导。     

基于耦合有限元的晶体塑性力学模型的FCC,BCC和HCP晶体织构演化的模拟

介绍单晶体模型的2种实现方法,并通过对有限元软件ABAQUS/Explicit的用户材料接口VUMAT做二次开发,实现2种单晶体模型构架和显式有限元方法的耦合。采取实体单元来存储材料信息,每个单元代表一个晶粒,在每个增量步中读取并更新晶粒取向。采用切线系数法来计算每个增量步中不同变形系统的塑性应变增量,通过硬化模型来描述硬化响应。利用编制的2种用户子程序模拟铜（FCC）单向拉伸过程、IF铁（BCC）冷轧过程和AZ31 镁合金（HCP）单向压缩过程中的织构演化,模拟结果和试验结果吻合较好。     

AZ31 镁合金板材气体胀形的模拟及成形极限的预测

建立了300℃下AZ31镁合金板材气体胀形实验方法的有限元模型,并对板材胀形过程进行了仿真分析。基于板材应变历史分析,以二阶主应变转折点作为判别准则,预测了板材成形极限应变。通过模拟结果与实验结果的对比,分析解释了不同尺寸试样的变形情况。     

板料成形数值模拟中的2维截面分析技术

采用具有弯曲效应的Mindlin曲线单元，以逐级更新Langrange,描述了有限度形虚拟速度原理为理论基础，开发了用于板料冲压成形过程2维截面分析的有限元程度，对几种典型件成形进行了计算与讨论，该程序可用于模具设计CAE的初期计算，可以更迅速地分析冲压件的成形性。     

含有微量稀土元素钇的高纯铝板主要织构及其冲压制耳的研究

对加入微量稀土元素钇的高纯铝板主要形变及退火织构进行了观测,并分别对轧制态和退火态的高纯铝板的冲压性能进行了研究。结果表明:稀土元素钇的加入改变了铝板的形变织构组分及强度,在轧制过程中主要形成了旋转立方织构,冲压以后形成4个45°方位的制耳。退火以后,再结晶织构主要由旋转立方织构和{111}〈112〉织构组成,板材的冲压性能得到较大提高。     

铝蜂窝异面变形的数值模拟

铝蜂窝是一种优良的高强度、高吸能性的轻质材料,在各工业领域得到了广泛的应用。采用壳单元建立了铝蜂窝大变形有限单元模型,对受异面动力加载下的铝蜂窝进行了模拟,模拟结果与实验数据高度吻合,从而证明了模型的有效性。使用不同失效参数的冲孔模拟表明失效参数对冲孔力没有很大影响。与铝蜂窝的实体单元模型相比,壳单元模型能够准确地反映出铝蜂窝材料在动力加载下逐步坍塌的变形模式,这对于精确模拟汽车碰撞所采用的变形壁障有着重要的意义。     

ERW焊管辊弯成型过程的动态仿真研究

ERW焊管辊弯成型过程复杂,规律难以把握。为了获得高质量的ERW焊管,减少成型缺陷,降低开发成本,文章采用动力显式有限元法和实验获得材料模型,建立ERW焊管辊弯成型过程的弹塑性有限元模型,实现了对ERW焊管连续成型过程的全流程仿真,分析了带钢在成型过程中的应力、应变变化规律与形状变化规律以及带钢厚度对成型质量的影响。研究结果表明,整个辊弯成型过程应力变化较为平缓,在精成型段有较大变形量,产生较大应力;边部纤维纵向应变高于中部纤维,导致边部有少量"皱曲"产生;随着厚度的增加,纵向应变相应增大。     

薄壁门窗型材挤压的有限体积分步模拟

研究了有限体积分步求解方法,实现了各分步有限体积模拟系统的数据传递和信息继承.针对薄壁门窗型材制品壁薄且纵向尺寸大的特点,采用了有限体积分步模拟方法对其挤压成形进行了模拟,并与有限元模拟、有限体积一步模拟进行了对比.结果表明:1)有限元模拟往往会因为网格重划分问题造成模拟结果严重失真;2)有限体积法-步模拟又对计算机资源有较高要求,往往会因为内存不足造成计算无法进行下去;3)有限体积分步模拟方法模拟精度最高,可以很好地解决大尺寸薄壁型材制品挤压成形的数值模拟问题.     

基于CAE的平流式换热器无模成型工艺开发

为实现高效的平流式换热器柔性弯曲制造,避免模具对制品的损伤,采用仿真与试验相结合的方法实现平流式换热器无模弯曲工艺开发.与传统的换热器绕弯成型技术相比,该成型过程无须弯曲模,而是通过控制换热器两端的运动轨迹实现弯曲成型,改变相应的运动轨迹能实现不同的弯曲半径.在成型原理分析的基础上,建立无模弯曲成型过程的有限元仿真模型,并基于仿真结果确定合理的弯曲速度、夹头长度和中性层半径等工艺参数.设计并制造无模弯曲成型试验装置,并研究翅片结构等因素对成型质量的影响.