基于Archard模型的曲轴模具磨损分析

为了探究某型曲轴模具在生产过程中的磨损情况,基于修正的Archard磨损模型,采用Deform-3D软件模拟研究了该曲轴模具在热锻过程中磨损深度的分布和变化规律。在模具型腔中取10个特征点,在模拟结束后得到每个点的磨损深度,与实际情况基本吻合,同时探究了不同预热温度、成形速度、润滑条件对制坯模具最大磨损深度的影响,并对各点结果进行拟合得到拟合曲线。由模拟结果可知,模具磨损深度最大处出现在P1～P6点附近,且制坯工序的模具磨损深度大于预锻和终锻工序;当模具预热温度为250～300℃、成形速度为300 mm·s^-1、摩擦因数为0.3时,模具的最大磨损深度最小。模拟结果可以为后续生产工艺优化以及预测和延长模具寿命提供参考。     

曲轴锻造模具Archard磨损模型系数修正及视觉验证

热模锻模具在实际生产过程中由于受到交变应力的影响,受力情况复杂且服役环境相当恶劣。基于Archard磨损模型,通过典型曲轴锻造模具的有限元模拟结果与实际磨损量的对比,计算出磨损模型的磨损系数K值,从而获得适合曲轴热锻生产的修正Archard磨损模型;通过修正后的Archard磨损模型预测模具寿命,并基于机器视觉系统对模具的磨损失效进行判断。结果表明：K的修正值为1.425×10^-7,与实际测量值的吻合度达91.47%,预测寿命为6351件,与实际生产情况6400件相吻合;对磨损失效模具进行了机器视觉判断,验证了机器视觉技术在锻造模具磨损检测方向的可行性。     

基于Archard理论的曲轴模具磨损研究

磨损是模具失效最重要的因素之一,研究热锻模具的磨损尤为重要.基于Archard理论模型,采用有限元模拟软件DEFORM-3D对曲轴的热模锻过程进行热力耦合仿真分析,得到了模具的等效应力、应变及磨损分布.分析了不同温度对锻模磨损的影响,模拟结果与实际经验相吻合.     

基于Archard的正挤压模具磨损模拟分析与研究

对Archard模型进行了修正,建立了挤压磨损模型。采用Deform磨损分析模块对典型正向冷挤压过程进行了凹模模具磨损分析,得到了模具工作表面各点的磨损分布图,确定了最大磨损发生区域。通过对比分析,研究了模具几何形状、变形程度、滑动速度对模具磨损的影响关系。研究结果表明,挤压磨损模型反映了挤压过程中主要工艺参数与磨损之间关系,并从工艺设计方面提出了减低挤压磨损的措施。     

基于Archard修正模型的角接触球轴承磨损有限元分析

在分析轴承受力和运动的基础上,研究了轴承运行时球与滚道接触区的滑动,计算了一定条件下接触区滑动速度的分布,指出了球在滚道上运动时纯滚动点的存在。开展了球盘摩擦磨损试验,得到了轴承钢在边界润滑条件下的摩擦因数和磨损系数。利用有限元方法和Archard磨损计算模型,建立了球与内圈磨损的仿真计算模型,并分析了运行时间、径向载荷、接触角等因素对轴承磨损的影响。     

模具在不同合模速度下的摩擦磨损分析

为确定滑板的磨损率及磨损机理,以耐磨低合金钢为研究对象,通过在往复式摩擦磨损试验机上进行试验的方法研究了摩擦过程中试样厚度变化规律,并观察接触表面形貌。在实验的基础上修正了Archard模拟模型,并进一步模拟分析了轮胎模具合模速度与磨损的关系。结果表明:耐磨合金钢的磨损以磨粒磨损为主,接触表面没有形成具有保护作用的润滑膜。提高轮胎模具的合模速度时,滑板磨损率变化平缓,但载荷越大,速度对磨损率影响越明显。     

斜齿圆柱齿轮旋转精冲过程模具磨损模拟分析

在Deform-3D软件平台上建立了斜齿圆柱齿轮旋转精冲成形三维刚塑性有限元模型.基于Archard磨损模型对精冲过程进行了凹模模具磨损分析,得到了模具工作表面各点的磨损分布,确定了最大磨损发生区域,并与直齿圆柱齿轮精冲模具磨损进行了对比分析.通过单因素变量法,研究了反顶力、压边力、冲裁速度、凸凹模间隙、凹模圆角半径以及凹模初始硬度对模具磨损的影响关系.研究结果表明,磨损模型能准确预测旋转精冲过程中主要工艺参数与磨损之间关系,并从工艺设计方面提出了减小模具磨损的措施.     

基于Abaqus/Python的模具磨损仿真模块设计

为了预测模具磨损量,基于修正的Archard磨损理论,建立磨损分析有限元理论模型,并通过Abaqus二次开发脚本接口,采用Python语言,设计、开发了模具磨损仿真模块。通过两个实验算例校验所构建磨损仿真模块的精度：一方面,通过Cr12MoV球—盘对磨实验,从磨痕形貌、宽度和深度三方面验证了所设计磨损仿真模块的准确性;另一方面,根据杯形件10 000次冲压成型后凹模的磨损量,进一步验证了所构建磨损仿真模块的预测精度。最后,将该磨损分析模块应用于某车型发动机外罩模具的磨损计算,模拟结果与文献中结论一致。所设计的磨损分析模块能够准确预测模具磨损,可为后续的模具优化设计提供依据。     

汽车突缘叉热锻模具磨损的有限元分析及验证

在热锻过程中,模具表面不断受到循环机械载荷和热冲击的影响,因此,磨损成为模具失效的主要原因.针对汽车突缘叉模具磨损严重的问题,提出了一种突缘叉热锻成形工艺,基于Archard磨损理论模型,建立了突缘叉热锻成形过程中的热-力耦合有限元模型,并研究了热锻成形过程中锻件的成形情况,同时对模具磨损最严重的位置进行了预测,最后通...     

基于响应面法和修正Archard磨损理论的汽车前下摆臂热锻模具应力与磨损分析

以汽车前下摆臂热锻模具作为研究对象,基于Archard修正磨损模型,采用模具预热温度、模具下压速度、模具初始硬度和摩擦因数4因素正交试验,建立了可信度较高的回归模型,进行了模具磨损和应力的预测与优化。通过响应面法求解出的最佳参数组合为：模具下压速度为78.80 mm·s^-1、模具预热温度为206.72℃、摩擦因数为0.34和模具初始硬度为52.76 HRC,此时模具的磨损深度为3.75×10^-6 mm、模具应力为672 MPa。将实际值与预测值拟合后发现,预测值与实际值具有较好的一致性,回归模型的真实性较高。通过试验验证得到模具单次磨损深度为3.875×10^-6 mm,与响应面模拟结果的误差小于5%,验证了响应面模型的准确性。     

基于正交试验的螺母冲裁成形模具磨损分析及参数优化

以某车用螺母冷镦冲裁模具为研究对象,基于Archard磨损理论采用有限元分析软件DEFORM-3D,对上冲头磨损进行模拟分析,结果表明:上冲头的磨损主要发生在受力较大的刃口区域。为使模具寿命尽可能地延长,设计了正交试验,以降低上冲头磨损量为目标,选取冲裁间隙、冲裁速度、上冲头表面硬度、摩擦系数作为因素,并采用极差和方差对结果进行分析,得出各因素对上冲头磨损量的影响程度依次为:冲裁速度>冲裁间隙>上冲头表面硬度>摩擦系数,并得出最优参数组合为:冲裁间隙为8%t、冲压速度为5 mm·s^-1、模具表面硬度为53 HRC、摩擦系数为0.14。上冲头最大磨损量由13.1×10^-6 mm减小为3.66×10^-6 mm,能够很好地指导企业的生产。     

基于Deform的锌合金冲模零件磨损特性研究

针对2号锌合金冲模零件的磨损问题,以汽车覆盖件冲模为研究对象,通过Deform-3D模具磨损分析模块获得模具零件型面的各点磨损情况,确定模具零件易发生磨损的区域。通过对比试验,研究了压边力、板料参数及冲压速度等工艺参数对磨损程度的影响。研究结果表明,凸模边缘圆角带磨损明显,底面和侧面磨损量较小;冲压速度、压边力和模具零件磨损量成正比关系,板料参数对模具零件的磨损影响较为显著;采用阶段性节点控制的方式预测模具使用15.5万次冲压后的磨损量与仿真结果误差为1.18%,表明此预测方法精准可行,对成形工艺和模具结构设计有一定的指导意义。     

铝合金翼子板锐棱成形模具磨损仿真研究北大核心CSCD

为了研究铝合金锐棱成形模具的磨损规律,以采用锐棱造型设计的某车型铝合金翼子板为研究对象,利用CATIA软件构建了翼子板拉延成形模具的三维几何模型,并借助Autoform有限元仿真平台对翼子板拉延成形过程进行了数值模拟。基于数值模拟结果和Archard磨损模型应用Python进行二次开发,建立了可在Autoform有限元仿真平台进行模具磨损分析的模拟方法和流程,从而快速获得翼子板锐棱成形模具的磨损仿真结果。根据磨损仿真结果,对翼子板锐棱成形模具进行了针对性的表面强化处理,提高了翼子板锐棱成形模具的耐磨性,通过大批量生产验证,翼子板锐棱成形模具无过度磨损,可以满足连续应用的需求。研究表明,将Python二次开发应用于Autoform有限元仿真平台,能够高效、准确地得出锐棱成形模具的磨损规律。     

车用DP780高强钢板热冲压成形数值模拟及模具磨损北大核心CSCD

以车用DP780高强钢板为研究对象,借助Deform-3D仿真系统,建立了热冲压仿真模型,分析了DP780高强钢板的变形过程以及成形效果。以热冲压磨损理论为支撑,以DP780高强钢板的成形质量为先决条件,对冲压模具的磨损状况进行了研究与改进。运用正交试验,建立了关于钢板温度、模具间隙、冲压速度及摩擦因数的4因素3水平的模拟方案,并通过灰色关联法将凸、凹模磨损的双目标优化问题简化为关于关联度的单目标优化问题,最后采用极差分析法确定了各变量在区间内的最优解。模拟结果表明,优化后,凸模磨损减小了31.61%,凹模磨损减小了24.98%。根据实际冲压结果可知,DP780高强钢板成形良好、质量佳、无缺陷,冲模寿命与预测结果接近。有限元模拟可参考性较高,该优化手段对实际生产具有一定的指导性。     

高承载滚珠丝杠接触变形与磨损的研究

基于Hertz接触理论和Archard黏着磨损模型,分别分析和计算了高承载滚珠丝杠副的接触变形和磨损量;在此基础上,为了进一步研究高承载滚珠丝杠副的变形情况,提出了一种综合考虑高承载滚珠丝杠副弹性接触变形、弹塑性接触变形和Archard黏着磨损这几种影响因素的分析和计算方法;结果表明:利用这种方法可以更加全面地分析与计算出滚珠丝杠副在受载时及卸载后的总变形量。研究结果为深入开展高承载滚珠丝杠副的接触变形和磨损理论的相关研究提供了理论依据。     

热锻工艺参数对模具磨损影响的有限元分析

针对某差速器盖热锻模,基于修正的Archard磨损模型,应用有限元模拟软件Deform分析了坯料和模具预热温度以及成型速度对终锻模磨损的影响规律。研究结果表明,在试验数据范围内,随着坯料预热温度的升高模具磨损量呈减小趋势,当坯料预热温度超过1230℃时,这种趋势放缓;提高模具预热温度,模具磨损量逐步增大,当预热温度超过200℃时这种趋势更加明显;成型速度小于400mm/s时,模具磨损量随成型速度的提高而减小,当成型速度超过400mm/s时,模具磨损量随成型速度的提高会先增大后减小。