汽车转向节臂端部冷精整工艺优化

目的 得到单向压缩冷精整的精整量与预变形孔半径和深度之间的变化规律,以及摩擦因数大小同回弹量之间的关系。方法 对转向节臂端部锻件上下表面进行预变形凹槽孔处理,并建立锻件单向压缩冷精整的弹塑性有限元模型,利用ABAQUS有限元软件进行数值模拟仿真,分析摩擦因数对表面质量的影响,得到优化后的工艺参数,并进行实验验证模拟结果的准确性。结果 摩擦因数越大,冷精整后的转向节臂端部锻件的鼓形越明显。在精整量为1 mm的情况下,当预变形凹槽孔的半径为4 mm、深度为0.3 mm、单向压缩量为1.1 mm、摩擦因数为0.2时,能够得到最好的表面质量。结论 当摩擦因数相同时,预变形凹槽孔的半径越大,径向位移越小,而回弹量基本保持不变。     

DP780高强钢U形弯曲回弹影响因素及优化

目的 研究DP780高强钢不同参数对其U形弯曲回弹的影响。方法 在室温下对DP780钢板材进行拉伸试验,获得其应力应变曲线。采用U形弯曲模具模型,利用ABAQUS有限元仿真软件对U形弯曲回弹进行分析,研究摩擦因数、压边力、冲压速度和凹凸模间隙对U形弯曲回弹的影响规律,并在此基础上设计正交试验以优化影响参数。结果 在较小的摩擦因数下,回弹是有微小波动的,继续增大摩擦因数,回弹呈现减小的趋势;回弹随着压边力的增大先增大后减小;冲压速度的改变对回弹的影响不是很大;随着凹凸模间隙的增加,回弹逐渐增大。结论 通过正交试验得到4个参数对回弹程度的影响,最佳参数组合为A5B5C3D1,以此参数组合得出的侧壁角θ1和法兰角θ2最接近90°,回弹效果最好。     

挤压铸造6082铝合金的高温流变行为和变形激活能分析

目的 研究不同挤压铸造压力下所制备的6082铝合金的高温应力应变关系。方法 对100 MPa和50 MPa挤压铸造压力下制备的6082铝合金进行高温压缩实验,建立了相应的本构模型,并分析了挤压铸造压力和变形参数对流变行为和变形激活能的影响。结果 相同变形条件下,挤压铸造压力为100 MPa时,6082铝合金流变应力更高。当温度较高和应变速率较低时,两种不同的6082铝合金流变应力值差距明显缩小。挤压铸造6082铝合金的激活能随着变形温度和应变速率的增加而降低。结论 高挤压铸造压力下制备的6082铝合金变形激活能更大,变形更困难,但高温中低应变速率时,挤压铸造6082铝合金的变形难易程度相近。     

基于GA-BP神经网络晶粒尺寸预测模型的轮端轮毂锻造工艺优化

目的 针对6082铝合金轮端轮毂在热处理过程中出现的粗晶问题,利用基于遗传算法优化的BP神经网络晶粒尺寸预测模型模拟优化锻造工艺方案,避免产生粗晶。方法 以遗传算法替代梯度下降法优化神经网络各节点的权值和阈值,建立高精度的GA-BP神经网络晶粒尺寸预测模型,再以轮端轮毂为对象,设计锻造工艺方案并利用Deform进行微观组织仿真,研究压下速率、坯料初始温度对晶粒尺寸的影响,获得最优方案。结果 优化模型预测的晶粒尺寸平均值和最大值的平均绝对百分比误差分别为2.55%、0.43%,与常规的BP神经网络相比,准确性有了较大提高。对比不同锻造方案的结果,得到轮毂较优的初始坯料温度为500 ℃,压下速率为200 mm/s,经试验验证,锻件特征位置的晶粒尺寸预测值与实际值之间的误差均在10%以下,表明该预测模型具有良好的工程应用价值。结论 遗传算法的引入大大增强了BP神经网络的全局寻优能力,提高了模型的准确性。在Deform中复现的预测模型对锻件的晶粒尺寸分布有较好的预测效果,并基于此成功模拟、优化了轮端轮毂的锻造方案。     

铝合金汽车转向节精密铸造工艺研究

目的 对某铝合金汽车转向节的精密铸造工艺进行设计与优化研究,以得到合格的铝合金汽车转向节的精密铸造工艺方案。方法 结合铝合金转向节铸件的结构特征、铸件材料特性和铸造经验,在转向节铸件主体部和鹅颈部各开设一个内浇口,设计了铝合金转向节初始浇注方案;通过在初始工艺方案中铸件缺陷较严重的区域设置补缩冒口、在铸件顶部增设排气道等措施给出了铝合金汽车转向节的优化浇注方案,基于ProCAST软件建立了铝合金转向节精密铸造2种浇注方案的有限元模型,对铝合金转向节精密铸造的充型过程、凝固过程及缩孔缩松特性进行了数值模拟与分析。结果 铝合金转向节铸件初始浇注方案的充型过程相对稳定流畅,铸件在凝固过程中有孤立液相区的形成,完全凝固后铸件中间部位存在大面积缩松缩孔缺陷;优化浇注方案能够控制金属液的流动、充型顺序及凝固特性,铸件的整个凝固过程基本呈中间对称分布,最后凝固区域位于补缩冒口内部,最大缩孔缩松率控制在2%以下。结论 优化浇注方案的设计合理且有效,能够有效地消除铝合金转向节铸件的缺陷。     

基于Solidworks Simulation的铝合金棒料夹爪分析与改进

在某铝合金锻造生产线中,机械手放置铝合金棒料到指定位置时,棒料存在定位不准的问题,初步观察确认是由于夹爪变形而引起的。为了进一步分析,采用Solidworks建立了夹爪的三维模型,并通过Solidworks Simulation建立了夹爪有限元模型,进行静力学分析。通过有限元分析结果,找出了夹爪的变形位置及变形产生的原因。针对夹爪变形原因,对夹爪结构做出了相应的改进,并再次对改进后的夹爪用Solidworks Simulation进行分析,初步验证了结构改进的合理性。最后参照对模型的改进方法,对夹爪实物进行结构改进,通过实际的试验效果,最终确认改进是合理有效的。