镍基高温合金锥筒形件拉深旋压成形机理研究

针对镍基高温合金因加工硬化严重成形时极易产生破裂和起皱等典型缺陷的问题,以锥筒形壳体类零件为对象,提出了一种由锥形预制坯经过真空固溶处理后拉深旋压成形锥筒形件的方法,并对其成形机理进行了研究。基于Abaqus/Explicit平台,建立了锥筒形件拉深旋压有限元模型,分析了成形过程中的瞬态等效应力、等效塑性应变、切向应力、壁厚及三向应变分布规律。结果表明:在旋压成形过程中,最大瞬态等效应力位于旋轮接触区及附近区域、最大瞬态等效塑性应变位于坯料口部;瞬态切向压应力最大值位于旋轮接触区,而瞬态切向拉应力最大值位于旋轮接触区附近的两侧区域。筒形段中部壁厚减薄,而坯料口部壁厚增厚。旋压成形试验表明,锥形预制坯经拉深旋压后可获得壁厚均匀的锥筒形件。     

镁合金热旋压成形技术研究现状

通过分析镁合金材料的特点及热旋压成形时的难点问题,从可旋性、宏观成形质量、微观组织及织构演变等方面总结了镁合金热旋压成形的研究现状及其不足。研究发现,对镁合金可旋性的研究仅考虑了温度的影响,且现有研究主要采用实物试验法;热旋压成形时易产生开裂、隆起等缺陷及壁厚不均匀、圆度过大等质量问题;旋压温度及壁厚减薄率是影响微观组织均匀性的主要因素;镁合金旋压成形过程中易形成织构并产生织构强化或软化现象。因此,探索热旋压时可旋性的表征方法、构建旋压工艺参数与成形质量的关系模型、揭示热旋压过程微观组织及织构的动态演变规律,以实现成形质量、微观组织及织构的精确预测与调控,这将是未来镁合金热旋压成形技术的研究重点。     

内筋参数对镁合金带内筋筒形件热强旋成形材料流动的影响

基于ABAQUS/explicit平台构建了ZK61镁合金带内筋筒形件热强旋成形时热力耦合有限元模型,探索了热强旋成形过程中材料的流变特性,研究了内筋参数(内筋形状和内筋个数)对材料流动及内筋充填的影响规律,并通过试验对构建的热力耦合有限元模型的可靠性进行了验证.结果表明:内筋的成形主要靠坯料的内层材料沿径向的流入,内...     

薄壁带筋轮座注射成型表面气纹形成机理与缺陷消除

以某薄壁带筋轮座件为研究对象,针对零件表面气纹缺陷,基于Moldflow仿真对熔体流动规律和气纹的形成机理进行分析,利用金相显微镜对熔体结合位置冷却后的微观形貌进行观测,对结合位置的气泡与表面气纹的联系进行了分析,结果表明在熔体结合位置缺少相应排气时,熔体前端的空气难以排出,易产生气纹;基于表面气纹缺陷分析,结合模具和...     

旋轮与芯模间隙对内外齿旋压缺陷的影响规律

旋轮与芯模间隙是影响旋压件成形质量的重要工艺参数。离合器毂的内外齿形在旋压成形中易出现齿侧壁呈弧形、齿顶圆角不饱满等缺陷,提出采用齿侧壁弧形度?、齿顶圆角不饱满度χ等来定量表征上述缺陷的大小,并基于有限元软件ABAQUS对内外齿旋压成形过程进行了数值模拟,获得了旋轮与芯模间隙对齿侧壁呈弧形、齿顶圆角不饱满等缺陷的影响规律,并获得了特定条件下的旋轮与芯模间隙的最佳值。结果表明,随着旋轮与芯模间隙的减小,齿侧壁弧形度?、齿顶圆角不饱满度χ随之减小;当旋轮与芯模间隙值取齿顶壁厚的公称尺寸与下极限尺寸的中间值时,可满足齿形壁厚要求并最大限度改善成形缺陷。有限元模型结果与成形试验结果吻合度良好。     

基于感应加热的镁合金带内筋筒形件热强旋旋前温度场研究

对于镁合金带内筋筒形件的热强旋成形,旋前管坯的温度场分布对成形过程中的材料流动及旋压件的成形质量具有重要影响。基于多物理场耦合软件COMSOL,建立了ZK61镁合金带内筋筒形件热强旋旋前管坯电磁感应加热模型,模拟分析了不同感应加热参数条件下管坯温度场的分布情况,并通过实验验证了模型的可靠性。研究结果表明:相比电流强度,电流频率对管坯表心温差的影响更为显著,随着电流频率及电流强度的增加,管坯表心温差均逐渐增大;感应线圈的匝数及线圈与管坯的间距对管坯表心温差的影响较大,随着线圈匝数的增大,管坯表心温差近似呈指数形式增加,线圈与管坯的间距越大,管坯表心温差越小。     

基于矢量夹角的开口结构塑件翘曲预变形补偿研究

在现有预变形设计方法的基础上,提出基于矢量夹角及矢量夹角变化率来对翘曲变形区域进行二次划分,实现了翘曲变形区域的精准定位,克服了预变形设计起始点不精确、设计区域过大的缺点.首先,通过有限元模拟的方法获得翘曲变形后的产品模型;然后结合翘曲变形情况及零件关键尺寸位置来确定主面;再通过U、V等参曲线将翘曲变形前后主面的面特征转化为曲线网络,将曲线网络转化为点阵,并以该点作为测量点;通过UG二次开发程序来获得测量点的矢量值,并使用Matlab计算出矢量夹角并求得矢量夹角变化率,借此确定产品翘曲变形的区域;随后对翘曲变形区域内的部分进行反向补偿变形设计,并将非翘曲变形区域与其平顺连接即可获得预变形后的主面;最终通过产品图纸中各尺寸间与主面的相对关系,即可获得预变形产品.     

粉煤灰填充塑料的研究进展

综述了粉煤灰的基本现状及其对环境造成的压力,讨论了粉煤灰的改性技术,以及粉煤灰填充的多种塑料基复合材料的成分、结构、性能和用途等。研究表明,应加大对粉煤灰的研究力度,使其能够应用于塑料中,不断提升复合材料的力学性能,并赋予其多种特殊性能,以扩宽粉煤灰综合利用的范围,是粉煤灰研究重点之一。     

7075铝合金化学镀Ni-P/Ni-W-P双层镀层研究

以7075铝合金为基体,采用直接连续化学镀法制备Ni-P/Ni-W-P双层膜,并采用SEM,EPMA,XRD和显微硬度计、电化学工作站等对膜层热处理前后的表(断)面形貌、成分、结构、硬度和耐腐蚀等性能进行了研究。结果表明:获得了致密无孔且与基体及层间相互结合紧密的非晶态Ni-P/Ni-W-P膜;热处理后,镀层硬度提高,而耐蚀性略有降低。     

工艺参数对高强钢管单道次缩径旋压成形质量的影响

基于ABAQUS/Explicit平台建立了高强钢管形件双旋轮无芯模缩径旋压成形有限元模型,对其单道次缩径旋压成形过程进行了数值模拟,获得了旋压成形的应力、应变分布规律及工艺参数对成形质量的影响规律,并通过试验验证了数值模拟的可靠性。结果表明:最大残余应力出现在直壁段和开口端外表面,最大等效应变出现在锥形缩口与直壁过渡部分、直壁段和开口端外表面,应力、应变集中区在旋压过程中容易产生过度减薄;随着压下量Δ的增加,壁厚最大减薄量增加、圆柱度增大,在Δ=3 mm时圆度最小;随着进给比f的增加,壁厚最大减薄量减小、圆柱度减小,但平均外径与理想值偏差较大,f=1.0 mm·r-1时综合成形质量较好;随着旋轮圆角半径rρ增加,壁厚最大减薄量减小、圆柱度减小,但在rρ=10 mm时沿轴向截面圆度最小。