变形镁合金触变锻造研究

采用机械搅拌法制备半固态变形镁合金,并设计制造了触变塑性成形装置,进行了变形镁合金触变锻造和常规锻造实验。采用所建立的半固态镁合金本构关系,对触变锻造进行了数值模拟,得到了成形过程中的应力和应变分布,对比了触变锻造和常规锻造的成形特点。结果表明,变形镁合金触变锻造具有变形抗力小、应力分布均匀的特点。通过实验和模拟结果对比可知,两者吻合较好,所获结果可指导变形镁合金触变锻造工艺实践。     

半固态镁合金触变成形数值模拟及试验验证

利用DEFORM-3D塑性有限元软件,对半固态AZ61触变成形过程进行了数值模拟,分析了半固态坯料与常规态坯料成形过程中的应力、应变分布和温度场,并对此两种坯料进行了触变锻造试验.结果表明,半固态镁合金材料具有变形抗力小,应力、应变分布均匀,通过对触变锻造试验和模拟结果的对比可知,二者拟合较为理想.     

铝合金汽车中间轴螺塞半固态触变模锻研究

对Y112铝合金进行半固态触变模锻实验，确定了该试验最优的半固态二次加热工艺参数。研究表明，模锻后零件中的晶粒基本保持了半固态成形前坯料的颗粒状，说明在触变成形过程中坯料的流动方式是以液相包裹着同相颗粒的方式进行的。并将数值模拟数据与实验成形力曲线比较，结果二者数值和变化趋势基本吻合，说明数值模拟能够为分析整个锻造过程提供有效的依据，能够从结果中获得较为符合实际的材料流动规律和塑性行为。     

Al2024合金半固态触变挤压成形热-力耦合有限元模拟

详细地论述了半固态触变挤压成形热-力耦合粘塑性有限元基本公式,利用Gunasekera流动应力公式,在Marc有限元软件平台上通过二次开发,建立了半固态触变成形计算机仿真模型.通过对Al2024合金半固态触变挤压成形工艺过程热-力耦合有限元模拟知坯料的变形区主要集中在挤压凹模的锥形部位;挤压结束时,制件中心与表面的最大温差约为85℃;制件锥形表面附近的等效Mises应力比其他部位的等效Mises应力大,并且有明显的应力集中现象.凸模行程与载荷曲线的有限元模拟结果与试验曲线吻合较好.     

半固态AlSi15Cu3MgFe合金铸件触变充型过程的数值模拟

在充分考虑半固AlSi15Cu3MgFe合金触变过程中压力和速度变化特征的基础上,确定模拟计算所需要的基本方程、边界条件以及表观粘度的数学模型,并建立耦合表观粘度的充型模拟方程,计算并分析比较半固态铝合金平板件以及液态铝合金平板件的触变充型过程.结果表明,由于半固态表观粘度随剪切速率增大而下降,从而使半固态铝合金呈现剪切变稀的触变流动特点.最后对两个典型半固态铝合金铸件成形过程进行了模拟计算,进一步验证了半固态金属充型过程的平稳性.     

6061铝合金半固态成形过程数值分析

在热模拟压缩试验的基础上,对半固态触变成形本构关系及半固态流变黏度模型进行了研究并给出了相应的本构方程.采用DEFORM-3D模拟了6061铝合金轮毂半固态触变成形过程,进行了模具优化和成形力的分析.采用ANYCASTING模拟了两种铝合金零部件的流变成形,分析了模具尺寸、充型温度及充型速度对铝合金半固态浆料充型过程的影响,获得了最佳半固态成形工艺,并对铸件缺陷进行了预测分析.     

AZ61镁合金半固态触变挤压成形工艺研究

设计并制造触变挤压模具.进行了高固相率半固态AZ61镁合金触变挤压和常规挤压实验,研究了不同成形工艺参数对变形力的影响.结果表明,在触变挤压变形时,挤压温度越高,变形力越小;挤压速度越快,变形力越大.采用建立的半同态AZ61镁合金的本构关系,对半固态AZ61触变挤压成形进行了数值模拟,通过对触变挤压实验和数值模拟结果的对比可知.二者拟合的较好.     

灵活触变挤压A356铝合金的数值模拟

提出了一种新型的三维变截面复杂零件的近净成形方法——灵活触变挤压。运用有限元模拟软件DEFORM-3D对其成形过程进行了数值模拟,得到了成形过程中坯料的流动速度场、等效应变场和挤压杆的压力-行程曲线,分析了坯料在成形过程中的流动规律、应变分布状况和挤压力随挤压行程的变化情况。模拟结果表明,采用灵活触变挤压成形三维变截面复杂零件是可行的。灵活触变挤压与普通挤压相比,在零件成形质量方面具有明显的优势。     

变形镁合金触变挤压试验及数值模拟

通过触变挤压模具,对半固态AZ61触变挤压与常规态挤压进行试验,研究了不同成形工艺参数对变形力的影响,并对比了触变挤压数值模拟与试验的差别。结果表明,在触变挤压变形时,挤压温度越高,变形力越小;半固态镁合金材料变形抗力小,应力分布均匀。模拟结果和触变挤压实验基本吻合．说明数值模拟可以为生产工艺实践提供指导。     

剪切低温浇注式半固态浆料制备工艺

半固态浆料直接成形的关键技术之一是如何快速获得与触变成形中重熔加热后相近的半固态组织.根据晶粒游离理论,开发了剪切低温浇注式半固态浆料制备工艺,利用具有特殊热交换条件的转动输送管增强熔体凝固初期的散热和搅拌混合程度,使合金在凝固初期形成快速冷却和较强对流的复合作用,快速散去合金熔体的过热,控制合金熔体的形核与生长.铸造铝合金与锻造铝合金的试验表明,剪切低温浇注工艺可高效地制备优质半固态浆料/坯料,用于浆料直接成形/坯料触变成形.     

Inconel718切削过程的有限元仿真研究

为了研究高速切削Inconel 718的切削机理,应用有限元软件DEFORM-2D模拟了高速切削Inconel 718的切削过程,分析了切削速度对切削温度、切削力和剪切角的影响规律以及切削过程中刀具和工件的应力场分布情况.仿真结果表明:切削力随着刀具的切入先迅速线性增大,然后趋于稳定,切削力随切削速度的增大呈下降趋势.切削温度的最高点总是位于前刀面上距离刀刃不远的地方.最高切削温度随着切削速度的增大而增高.最大刀具等效应力出现在前刀面上切削刃的周围,工件上最大等效应力出现在第一变形区.切削过程中,剪切角随切削速度的增加而增大.     

基于网格重剖分的搅拌摩擦焊接数值模拟及搅拌头受力分析

采用自适应网格方法,建立搅拌摩擦焊接过程的完全热力耦合热刚粘塑性有限元模型,模拟搅拌摩擦焊接过程中工件的温度场、变形场和搅拌头的受力。计算结果表明,温度场关于搅拌头的分布为非对称,焊接在前行侧的有效应变高于其返回侧;沿焊缝区域的温度场、应变场分布是由工件的上表面至底面,呈自上而下的顺序递减。对搅拌头反力曲线的研究表明,在相同的转速下,焊接速度越快,其反力越大;在相同的焊接速度下,转速越大,其反力越小;搅拌头的受力峰值产生在预热阶段结束和搅拌头开始移动的时刻,在给定搅拌头倾角的情况下,搅拌头的最高温度产生在搅拌头的后侧。     

圆柱体平板间镦粗的热力分析

金属塑性成形是一种典型的热力耦合过程 ,本文在推导塑性成形过程中温度场控制方程的基础上 ,探讨了成形过程中的势力耦合效应。运用有限元方法 ,对弹塑性圆柱体平板间镦粗过程中温度场和等效应变场的变化规律进行了数值模拟 ,讨论了成形速度和坯料初始温度对成形过程的影响。     

基于Fastamp和正交试验的汽车门框冲压工艺参数优化

针对某汽车门框冲压工艺复杂、容易出现破裂和起皱的特点,选择对成形质量影响最大的拉延工序进行分析,并基于国产Fastamp软件建立了汽车门框拉延仿真模型.然后,选取压边力、摩擦系数、冲压速度及模具间隙作为正交试验的主要影响因素,建立了4因素4水平的正交试验表.采用综合评分法和极差分析法,获得了最优的工艺参数组合:摩擦系数...     

42CrMo铸坯环件热辗扩有限元模拟与分析

基于ABAQUS软件平台,建立了42CrMo大型环形铸坯热辗扩三维热力耦合有限元模型,模拟了铸坯热辗扩过程中应变场和温度场,研究了初始辗扩温度对辗扩力的影响规律.模拟结果表明在环形铸坯热辗扩过程中：①铸坯等效应变呈阶梯状上升,内外表面应变大于中间层应变;在稳定成形阶段,沿环件径向方向,由于导向辊与芯辊直径差异,导致环件最大平均等效应变可能出现在环件内表面也可能出现在环件外表面;②初始阶段,变形区与成形辊接触处温度降低较快,非变形区温度变化不是很明显;随着辗扩的进行,芯部温度逐渐上升,边缘温度低,温度分布不均匀;③随着铸坯初始辗扩温度升高,平均辗扩力明显下降,但随时间变化趋势保持一致.     

钛合金高速切削切屑形成机理的有限元分析

钛合金在切削加工时容易产生锯齿状切屑，周期性的锯齿状切屑会引起切削力高频波动，从而影响加工表面质量和刀具寿命。然而其切屑形成的机理尚无统一的结论。本研究采用刚塑性有限元模型以及正交化Cockroft—Latham断裂准则，对钛合金Ti6A14V高速正交切削进行了仿真。仿真结果显示，周期性断裂理论能很好地解释钛合金锯齿状切屑形成的机理，主剪切变形区应力状态的变化是裂纹萌生与扩展的主要原因。研究结论与相关试验切屑显微照片特征相吻合，可以为实现钛合金高速切削提供理论依据和技术支持。     

TiV15Cr3Sn3Al3合金熔体离心力场下充型流态分析

本文分析了金属型离心浇铸TiV15Cr3Sn3Al3(Ti 15 3)合金铸件的充型过程 ,得出了熔体在离心充型过程中的层流判据 ,以及熔体截面倾角的变化规律。总结了在离心力场下铸件内气孔和缩松的分布规律。计算结果表明 :离心力场下充型时 ,熔体可保持的层流长度随转台转速的提高而减小 ;转台转速足够高时 ,最大倾角随转台转速的提高而增大。     

基于ANSYS的活塞环激光热处理温度场计算及其实验研究

应用有限元分析软件ANSYS计算了圆柱状模型活塞环环槽激光热处理的温度场,从环槽的边缘处开始,将截面上径向坐标每次减少0.1 mm,依次确定同一径向坐标处深度方向最大温升大于相变温度(AC1)的点,并用曲线将其连接起来近似硬化层的形状,在此基础上讨论了激光功率、扫描速度与形成硬化层深度的关系.将激光束偏转一定的角度照射到活塞环的环槽面上,转动工件来实现整个环面的热处理.根据硬化层和基体耐腐蚀性不同的特点腐蚀后显现出截面上硬化层的形状,测量沿硬化层宽度和深度方向的硬度值测定硬化层的尺寸.     

电磁校形过程中磁场力耦合模拟分析

管件磁脉冲校形是指利用电磁成形工艺使管件在磁脉冲力的作用下高速撞击模壁并贴模的一种先进校形工艺。目前。电磁成形工艺中应用较多的是管件电磁胀形、缩颈以及平板成形，而管件校形工艺及理论研究很少。本文提出了一种基于ANSYS重启动分析的电磁一结构强耦合模型。模型考虑了管件变形对磁场计算的影响，能够准确的模拟电磁成形过程，并有效的避免了空气网格畸变对结构变形的影响。分析了电磁校形过程中管坯不同变形状态下系统的磁场力大小及分布。讨论了管件中最大磁场力的发生时刻，给出了模具中的涡流及磁场力的分布。