带裙座压力容器封头成形数值模拟模块的开发

为分析带裙座整体封头的成形工艺 ,在商用有限元软件 ANSYS上二次开发了专用的封头成形分析模块。该模块根据封头的尺寸参数 ,采用参数化方法建立有限元模型。根据数值模拟结果 ,分析了封头成形缺陷的产生原因及坯料形状对成形过程的影响     

厚壁球形封头热冲压成形的数值模拟和优化

本文在 ANSYS软件上经二次开发后 ,对带直边半球形厚壁封头的冲压成形过程进行了二维有限元模拟。分析了坯料与模具之间的摩擦系数、下模形状、模具间隙及坯料形状等因素对封头成形的影响     

EPR水室封头拉深成形过程数值模拟及试验研究

水室封头是核电蒸汽发生器的关键部件,水室封头零件带有2个管嘴和4个支承台,形状复杂,所以很难实现整体锻造。针对核电EPR带管嘴和支撑台的大型水室封头,提出了拉深成形工艺方案,设计了成形模具和初始坯料。采用数值模拟和物理模拟试验相结合的方法,研究了水室封头成形过程中的塑性变形规律和封头成形后的壁厚分布情况。结果表明,封头拉深成形后,壁厚最大减薄处位于球面区与直壁段过渡区域,直壁段外端壁厚略有增厚。     

异形封头锻件镦挤成形工艺研究

在对某异形封头锻件结构进行分析后,选择模内镦挤成形方式,提出了模具的设计思路。利用Deform-3D软件对此异形封头锻件进行模内镦挤成形模拟,通过优化成形前坯料形状尺寸来满足成形力要求。结果表明,模具结构形式设计合理,坯料形状尺寸优化能够满足成形力要求。     

基于预制坯精准设计的水室封头热冲成形新工艺

针对形状复杂的水室封头,提出胎模制坯和热冲成形相结合的新工艺。具体工艺为在胎模锻造中,下模预置管嘴仿形型腔,用扁砧将坯料压制成带管嘴的板坯。热冲成形时,上模是根据封头锻件内腔表面进行仿形的冲头,下模是带圆角的筒形漏盘,通过冲压完成一次整体成形。并运用"正向模拟+反向修正"的思路,通过几何包络与物质点反向追踪方法,对预制坯料进行精准设计。在模拟过程中同时预测了成形过程中的晶粒演变和开裂趋势,从而保证了成形方案的微观合理性。最后通过1∶5物理缩比实验,从宏观尺寸和微观晶粒角度对比了模拟结果与实验结果,证明了设计方法的有效性。     

70 MN气门专用模锻液压机及工艺分析

介绍了70 MN气门专用模锻压机的结构特点。采用DEFORM-3D模拟软件对长球形、正球形两种形状的气门预成形坯料的模锻成形过程进行模拟,确定利于终锻成形的预成形坯料形状,以及合理的锻造速度范围。     

基于数值模拟的雷达H弯波导件坯料优化

将数值模拟技术应用于雷达H弯波导件的坯料优化过程,研究了不同的毛坯形状尺寸对H弯波导件拉深的成形极限、厚度分布、减薄率及回弹量的影响。通过对比分析由坯料展开的坯料和由凹模偏置展开的坯料成形模拟结果,提出修改方案,确定较为合理的毛坯形状尺寸。研究结果表明,毛坯形状对零件成形效果影响很大。在所列的坯料形状中,修改后90°圆角毛坯最有利于成形,拉裂、回弹程度最小。针对模拟的结果进行拉深实验,证明数值模拟与物理实验具有良好的一致性,可以通过数值模拟指导实际生产。     

汽车灯罩冲压工艺分析及有限元数值模拟优化

采用基于动力显式算法的板料成形非线性有限元分析软件Dvnaform对某轿车灯罩的拉深成形过程进行了数值模拟仿真.研究了不同坯料形状及应用实际拉延筋时压边力对零件冲压成形的影响,通过FLD和成形结果对比,对坯料形状和压边力大小进行了调整,并得到了优化的拉深件坯料尺寸和压边力,为同类零件的生产起到了指导作用.     

车后灯座成形工艺分析及有限元数值模拟优化

采用基于动力显示算法的板料成形非线性有限元分析软件Dynaform对某轿车后灯座的拉深成形过程进行了数值模拟仿真。主要研究了不同工艺补充面及不同坯料形状对零件冲压成形的影响，通过FLD图和成形结果对比，对工艺补充部分和坯料形状进行了调整，并得到了优化的拉深件型面及坯料尺寸，为同类相关零件的生产起到了指导作用。     

厚壁椭圆形封头热拉深成形及有限元模拟

采用有限元模拟,分析了厚壁椭圆形封头的热拉深成形规律,用以指导坯料及模具设计,并进行了对比试验,得到了与模拟较为一致的结果.     

STUDY ON THE NUMERICAL SIMULATION OF MULTI-STAGE ROTARY FORGING OF A NON-AXISYMMETRIC PART AND THE CAE ANALYSIS OF THE DIE STRENGTH

Traditionally a rotary forging process is a kind of metal forming method where a conic upper die, whose axis is deviated an angle from the axis of machine, forges a billet continuously and partially to finish the whole deformation. For the rotary forging process simulation, more researches were focused on simulating the simple stage forming process with axisymmetric part geometry. Whereas in this paper, the upper die is not cone-shaped, and the billet is non-axisymmetric. So the movement of the punch is much more complicated than ever. The 3D FEM simulation models for the preforming ＆ final forming processes are set up aider carefully studying the complicated movement pattern. Deform-3D is used to simulate the material flow, and the boundary nodal resisting forces calculated by the final stage process simulation is used to analyze the final forming die strength. The CAE analysis of the die shows that the design of the final forming die is not reasonable with lower pre-stress which is easy to crack at the critical corners. An optimum die design is also provided with higher pre-stress, and verified by CAE analysis.     

不锈钢管接头成形过程的有限元模拟与实验研究

根据不锈钢管接头的形状结构特点和材料成形性能，确定该零件可采用正挤压——镦粗二次成形和一次正挤压成形两种工艺进行加工。运用有限元软件Deform-3D对确定的成形工艺过程进行模拟分析，得到金属变形和载荷变化等规律，通过工艺实验，验证模拟分析结果。结果表明：采用正挤压——镦粗二次成形时工艺力较小、变形均匀性好，采用一次正挤压成形工艺力大。     

积极摩擦下直齿轮精锻工艺与实验研究

针对直齿轮精锻成形工艺中存在的两个主要问题:齿形充填困难和成形载荷过大,基于积极摩擦作用基本思想,采用物理模拟和数值模拟相结合的方式,分别对实心坯料和空心坯料下直齿轮精锻成形过程进行了实验研究。结果表明,积极摩擦作用对实心坯料直齿轮精锻成形影响较大,与传统闭式模锻相比,不仅有利于降低直齿轮精锻成形的成形力,还能得到良好的充填效果;而对空心坯料直齿轮精锻成形影响较小,无论有无积极摩擦,齿轮充填效果均较好,成形力改变幅度仅为2.35%。     

一种球墨铸铁活塞裙的铸造工艺研究

针对一种球墨铸铁活塞裙进行了技术要求及结构分析,并对其熔炼工艺、铸造工艺及模具设计进行了研究,同时基于MAGMA分析软件对其液态成型过程流动场、凝固场进行CAE分析。成功地开发了一种球墨铸铁活塞裙铸造成型工艺。     

喷射成形圆柱坯的计算机模拟与工艺设计

建立了描述喷射成形圆柱坯形状演化过程的数学模型，找到了一种较为简便的计算屏蔽系数的方法，研究了圆柱坯的生长规律．模拟结果表明，雾化参数、沉积盘的下拉速率和起始偏心距等是影响沉积坯形状演化的重要因素；喷射角主要影响上部过渡区的形状；而沉积盘转速在一定范围内变化时，对沉积坯形状演化几乎没有影响．喷射成形开始一段时间后，沉积坯顶点的生长速率将等于沉积器的下拉速率．在其它参数一定的情况下，通过适当选取起始偏心距，可以缩短沉积坯进入稳态生长的时间．模型结果与实验结果吻合较好．提出了喷射成形圆柱坯工艺的设计思路．     

奥氏体不锈钢变薄拉深过程的数值模拟

利用有限元软件Deform-2D,对奥氏体不锈钢变薄拉深过程进行热力耦合的数值模拟,研究了凸、凹模与坯料间摩擦和变形速度对变薄拉深过程的成形载荷和坯料损伤的影响。模拟结果显示：当凹模与坯料之间的摩擦增大,成形载荷和坯料损伤明显增大;当变形速度增大,坯料损伤增大而成形载荷减小。上述结论为奥氏体不锈钢变薄拉深工艺优化设计提供了可靠的理论依据。     

FE analysis on Deformation and Temperature Nonuniformity in Forming of AISI-5140 Triple Valve by Multi-Way Loading

In triple valve forming process by multi-way loading severely nonuniform deformation and temperature distributions are prone to occur, which may lead to poor forming quality and macro-micro defects. A 3D coupled thermo-mechanical rigid-viscoplastic finite element (FE) model for multi-way loading forming of AISI-5140 steel equal diameter triple valve was developed based on DEFORM-3D. Through comprehensive simulation and analysis, the influences of main process parameters on the forming process and nonuniformity of deformation and temperature were studied. The results showed that: (1) the degree of deformation nonuniformity decreased with the increase of the punch loading speed, initial temperature of billet, or the decrease of the friction factor; (2) the average temperature of forming body increased as the punch loading speed, initial temperature of billet and the friction increased, while the degree of temperature nonuniformity decreased with the increase of punch loading speed or decrease of initial billet temperature.     

喷射成型制备的Al23Si5Fe合金圆锭的凝固组织

根据喷射成型的工艺过程特点, 研究了喷射成型制备的高硅铝合金圆锭凝固组织。结果表明： 喷射成型过程中, 在沉积坯件的上表面存在一个有一定尺寸的液态金属熔池; 沉积坯件的凝固组织与粉末凝固组织有明显差别： 沉积坯件整体上呈逐层凝固, 但不同部位的微观组织随凝固速度的不同而有明显区别     

基于有限体积法的铜母线连续挤压扩展成形的数值模拟

对连续挤压几何模型进行简化,基于MSC.SuperForge软件平台,成功实现10mm×80mm铜母线连续挤压扩展成形的有限体积数值模拟,避免了刚塑性有限元法模拟大变形需要多次网格重划,体积损失等难题。获得了金属在模腔内的流动-应力-温度-组织耦合变化规律,详尽的分析了整个扩展变形流动过程与各物理场之间的关系,进一步探明了模腔结构对成形过程的影响。结果表明,在成形过程中,坯料最高温度约为872K,出现在坯料与挡料块接触的表面上;当趋于稳定状态时,扩展腔内坯料温度分布比较均匀一致,约为660K;坯料密度发生了明显变化,镦粗段坯料密度最高,为8.962×103kg/m3,产品成形区域坯料密度最低,在8.750×103kg/m3~8.771×103kg/m3之间。在镦粗段内,坯料与挤压轮的打滑量为32%,在镦粗前,坯料与挤压轮保持同步。坯料作用在腔体上的压力高点出现在腔体挡料块顶端,压力为473MPa。扭矩校核表明,数值模拟结果和实测结果吻合较好。