大变形法兰轴镦锻成形数值分析

分析了某型号法兰轴的形状尺寸特点,制定了预锻、终锻两步成形工艺方案.对预锻成形过程、终锻成形过程进行了数值分析,指出了终锻时金属充不满型腔的原因是该类成形金属的流动规律及摩擦共同影响的结果,并给出了正确的解决方案;通过数值分析,该方案是可行的.敞开式终锻模可有效避免终锻成形力急剧增加,同时也降低了下料难度.     

单榫头叶片精锻成形规律三维热力耦合有限元模拟研究

单榫头叶片是航空发动机中的一类重要叶片.本文以单榫头叶片精锻过程为研究对象,采用热力耦合方法,利用自行开发的面向叶片精锻过程的三维刚粘塑性热力耦合有限元数值模拟系统3D-CTM,模拟分析了不同工艺参数(变形速度、摩擦因子以及坯料锻造温度)下的单榫头叶片精锻过程,研究了不同工艺参数对叶片精锻成形规律的影响.该研究对制定叶片精锻工艺以及发展叶片精锻技术具有重要的理论意义和实用价值.     

基于DEFORM 3D的热锻工艺参数对连杆成形的影响分析

运用DEFORM 3D软件对汽车发动机连杆热锻成形进行了数值模拟,研究了不同始锻温度、模具预热温度、模具速度及摩擦系数对连杆热锻成形的载荷、等效应力及金属流动特性的影响。结果表明:随着始锻温度增加,热锻连杆最大成形载荷逐渐减小,最大等效应力减小,而最小等效应力和金属最大流动速度增加。模具预热温度越高,最大成形载荷越小。随着模具运动速度增加,热锻连杆最大等效应力先减小后增加,而最小等效应力则先增加后减小,金属最大流动速度逐渐增加。随着摩擦系数增加,热锻连杆最大等效应力逐渐增加,而最小等效应力基本不变,金属最大流动速度逐渐减小。     

基于数值模拟的重汽前梁终锻坯料的优化研究

为进一步优化车轴模锻成形工艺,选取某一型号载重汽车前轴作为研究对象,对滚拔-弯曲后的模锻坯料进行终锻成形工艺数值模拟。本文主要分析了某载重汽车前轴整体热模锻成形过程中影响成形质量的主要工艺参数,应用三维实体建模软件UG设计模锻模具,导入有限元分析软件DEFORM-3D中,建立模锻有限元模型,对弯曲成形后的坯料进行仿真模拟,得出变形区应力应变分布以及金属流动规律,最终获得最佳终锻成形方案,为后续终锻坯料结构改进、各工序工艺参数优化及模具设计提供理论指导。     

带肋板齿轮坯热精锻成形工艺方案设计

提出带肋板齿轮坯开式模锻和闭式模锻两种热精锻成形工艺方案,借助有限元分析软件模拟了两种工艺方案下齿轮坯的成形过程,分析比较了两种方案中的金属流动规律。仿真结果显示:采用开式模锻,肋板充填不饱满,成形载荷大;采用闭式模锻,零件成形质量较高,成形载荷较小。导致开式模锻成形载荷大并且肋板充填不饱满的原因为:成形中后期充填肋板的金属流动阻力增加,金属径向流动加剧并形成较大飞边,随着上模下压,飞边变形消耗滑块能量,并增加了与模具的接触面积,导致成形力急剧增加而模具型腔充填不饱满。工艺实验表明,其结果与数值模拟相吻合。     

19英寸TBM盘形滚刀刀圈模锻成形研究

为了研究19英寸TBM盘形滚刀刀圈模锻成形过程的变化规律,采用DEFORM有限元分析软件,分析了在始锻温度为1150℃、成形速度为25 mm·s^-1的成形条件下盘形滚刀刀圈模锻成形过程中成形载荷、刀圈形状、金属流线等的变化情况。结果表明：滚刀刀圈模锻成形过程由模锻初期、模锻中期、模锻后期3个阶段构成;金属坯料对于模具的填充过程上下并不对称,上模和下模型腔的填充速度不同,上模型腔先于下模型腔被填满;模锻成形过程中刀圈的整体温度均有所降低,其中,刀刃处的温度下降最少,较始锻温度下降了7.8%,刀圈圆弧过渡区的温度下降最多,较始锻温度下降了34.78%;刀圈应力由内向外逐步增大,其中刀刃处的等效应力最大,较平均等效应力高13.54%。     

GH4169合金叶片终锻过程数值模拟

利用三维建模软件Pro/E建立了叶片终锻模型.通过三维有限元软件DEFORM-3D进行了叶片终锻过程数值模拟.分析了不同始锻温度、摩擦因子及上模下压速度对叶片终锻过程的影响,探究不同工艺参数下叶片终锻过程温度场的演变规律.     

20MnNiMo高压容器左封头热模锻数值模拟

针对高压容器封头的热模锻工艺,利用Deform-3D软件对其进行了热力耦合模拟分析。得出了封头热模锻成形的应力和应变分布、金属流动规律以及始锻温度、摩擦因子、锻造速度分别对材料流动、上模磨损和成形载荷的影响规律,并结合经验及模拟获得了合理的工艺参数范围。结果能为提高模具寿命以及成形工艺的研究提供理论支持。     

档位齿轮坯精锻成形工艺的数值模拟和试验研究

针对目前开式锻造档位齿轮坯工艺中耗能大,材料利用率低的问题,提出了一套新的闭式精锻成形工艺方案.利用有限元数值模拟软件DEFORM-3D分析了始锻温度、摩擦因子、压机速度对最大的成形载荷及成形质量的影响.并用优化的工艺参数进行生产试制,其结果与数值模拟吻合较好.     

叶片制坯过程三维热力耦合数值模拟

分析研究了叶片成形工艺,确定了叶片制坯的挤杆、镦头工艺路线.利用PRO/E初步创建模具型腔,采用有限元分析模拟软件DEFORM对单榫头叶片精锻成形工艺过程进行三维热力耦合数值模拟.对不同摩擦条件下的温度场、等效应力场以及载荷-时间变化曲线进行了分析,得出不同摩擦因子对叶片制坯成形的影响,为单榫头叶片制坯工艺成形过程提供理论指导.得出较合理的毛坯、温度场、等效应力场及载荷-时间曲线.对优化叶片制坯工艺参数,提高航空工业叶片精锻工艺研究水平具有重要意义.     

数值模拟技术在汽轮机叶片模锻成形中的应用

有许多因素影响汽轮机叶片的模锻生产质量,例如,材料性质、毛坯外形及尺寸、模锻方式及工艺、模腔结构与锻压设备等.本文针对某汽轮机叶片的模锻生产,应用数值模拟技术,分析和探讨了改进模锻工艺、提高产品质量、防止模具过早失效的途径.模拟结果与生产实践表明:在保证坯料金属完全充满模腔并压实的前提下,适当减少锤击次数,既能降低模具损坏几率,又可节约锻打能源;尽量采用较大的过渡圆角半径,以便抑制模锻叶片根部折叠等缺陷的产生;界面润滑有利于模锻叶片成形;模具型腔局部高温和高应力的交互作用是造成模具过早失效的重要原因.     

基于数值模拟的TC4钛合金航空叶片精锻过程的金属流动规律

利用Simufact. Forming软件对TC4钛合金叶片的精锻过程进行了数值模拟研究,分析了叶片成形后其等效应力场、等效应变场、温度场的分布情况,研究了不同坯料温度、模具温度、上模速度、摩擦系数等工艺参数对叶片表层金属流动的影响。研究结果表明:叶片周围的毛边区域等效应力较小、等效应变较大、温度较高;最大等效应力点易出现在靠近叶尖的叶身头部、榫头与叶身的连接处、榫头头部及尾部区域;榫头区域的等效应变和温度最低,叶身中部区域的等效应变和温度较高;叶片各区域的Z方向速度方向一致,而叶尖与叶身中部之间区域的X、Y方向速度则出现正、反两个方向的变化,易导致折叠缺陷。叶片榫头区域的金属流动速度受工艺参数影响较小,其流动速度较为缓慢,接近于0;而叶身与榫头连接处附近区域的金属流动速度受工艺参数影响较大,提高坯料温度、上模速度、摩擦系数,都可使其金属流动速度增大,而模具温度的升高则会导致金属流动速度的减小。     

航空叶片精锻模具优化设计

针对我国航空叶片精锻模具设计效率低、某些设计参数确定困难等问题。在对航空叶片精锻工艺技术分析的基础上,开发了参数化CAD模锻系统,实现了航空叶片精锻模具及锻坯的自动化生成,提高了叶片模具设计自动化水平;运用Deform-3D软件对整个精锻工艺过程进行模拟仿真,分析了不同设计参数下锻件与模具的应力分布、横向错模力、模具磨损等,得出了有益于叶片成形和延长模具寿命的设计参数,并对其参数设计规则进行了优化;进行了锻造实验,分析了锻件的几何尺寸精度,为航空叶片精锻模具设计参数选择提供了理论指导。     

工艺参数对TC4合金航空发动机叶片精锻残余应力的影响

为获悉叶片精锻残余应力的分布情况,利用Simufact. Forming软件对TC4合金航空发动机叶片精锻过程进行了数值模拟研究。通过X射线衍射技术对叶片实体表层残余应力进行了测量,并与数值模拟结果进行对比,验证了有限元模型的合理性。通过设计正交试验优化了叶片精锻工艺,最终得到了最优工艺参数组合及不同工艺参数对叶片精锻残余应力的影响趋势。研究结果表明:航空发动机精锻叶片的残余应力主要集中在表层,当工艺性较差时,叶片前缘头、后缘头附近的高残余应力区域范围较大,开裂的风险系数较高;模具温度对叶片精锻残余应力的影响最大,上模速度、坯料温度、摩擦因子对其影响依次减小;在上模速度为40 mm·s-1、坯料温度为960℃、模具温度为300℃、摩擦因子为0. 1的情况下,可以得到较小的叶片精锻残余应力。     

有限元模拟TC11叶片等温锻坯料温度对成形的影响

本文选用了两种不同温度的坯料进行模拟分析,温度分别是915℃、935℃。TC11钛合金叶片压制采用等温锻工艺,可有效消除叶片内的冷模组织,显著提高叶片内温度分布均匀性。模拟结果显示,两种温度坯料均满足等温锻工艺要求。但是坯料温度较低时,成形完整时需要较大成形载荷,模具磨损也更明显。坯料最高温度不能超过935℃,最佳区间为925℃~935℃。其中坯料温度为935℃对于降低成形载荷更加有利。     

汽轮机大叶片模锻成形工艺

分析了汽轮机大叶片应用现状、叶片特点、模锻成形关键点及其制造工艺方案，介绍了制坯工艺、成形模具设计以及大叶片模锻工艺要点。以B1080大叶片模锻成形为例，进一步阐述了只有采用合理的坯料图与制坯工艺、合理的模具结构、合理的模锻工艺才能锻造出高质量的汽轮机大叶片锻件。同时也说明采用多工序组合方法制定工艺，依据金属塑性流动规律设计模具，在确保锻件成形精度和内在质量的前提下探索大叶片锻件模锻成形技术。     

基于有限元法的三通管接头多向模锻成形仿真与优化

针对三通管接头在模锻成形中易出现破裂、材料折叠、冲头载荷大等问题,研究了冲头速度、坯料初始温度、摩擦系数对锻件模锻质量的影响.通过Deform软件,研究了水平冲头和垂直冲头等速进给、水平冲头和垂直冲头差速进给、水平冲头进给而垂直冲头不运动3种工艺条件下锻件的成形规律,并基于上述最佳工艺,研究了坯料初始温度对模锻过程中温...     

铝合金锻件成形工艺及三维有限元分析

为了揭示叶轮件模锻成形过程中金属的变形流动规律,采用有限元模拟对不同形状坯料成形过程的塑性变形流动行为进行对比分析.结果表明:叶片处是较难以充填成形的部位,且随着截面位置的下移,金属向该处型腔充填流动的趋势更为显著;与圆柱形坯料相比,阶梯形坯料成形过程中叶片部位更易于被充填成形,金属流动的均匀性也较好;通过工艺实验验证了利用阶梯形坯料可一次性成形出尺寸精度和性能均符合设计要求的叶轮锻件.     

可轴向振动挤压模体精锻过程中振幅影响的数值模拟

齿形填充不满和最后阶段的成形力过高是齿轮闭式冷锻方案的主要缺陷。型腔壁对于坯料的摩擦阻力是影响金属流动的主要因素之一，通过变摩擦阻力为动力可以改善金属的塑性流动。采用可轴向振动挤压模体新工艺和DEFORM-3D有限元分析软件，对挤压模体在不同振幅下的振动进行模拟。从数值模拟结果中获得载荷随时间变化的曲线图．并找到了载荷力随着振幅的变化规律，得出一种最优方案。