测定镦粗过程摩擦系数的新方法

在科研和教学实验中,较普遍地采用圆环镦粗试验来测定摩擦系数。由于此方法是在圆环变形后测量圆环的内孔尺寸,再进行计算。但因内孔无规则,所以人为误差较大。现在采用由探针、传感器和计算机组成的测试系统,取代用圆环镦粗测定摩擦系数的方法。通过几年试验证明,这种方法的人为因素影响小,测试精度高,因而误差也小。更具有科学性,在试验结束后立即可得到整个镦粗过程中各点的摩擦系数和试验平均值。这是圆环镦粗试验所做不到的。     

圆环镦粗校准曲线的有限元研究

圆环镦粗法是测定摩擦系数时所用理论校准曲线,没有考虑到材料、温度、变形速度等工艺参数对摩擦的影响,因此缺乏专用性和准确性。采用有限元模拟的方法,可以在模拟过程中通过对参数的设定使模拟过程接近实际生产过程,最终根据模拟结果绘制的有限元校准曲线具有较高的准确性。     

附加扭矩优化圆柱体镦粗成形的有限元模拟

镦粗时在模具上增加扭矩能将接触摩擦从被动的阻力变成促进金属流动的动力,这样会降低成形载荷,且使变形均匀。本文利用有限元模拟软件DEFORM-3D,模拟材料A12017的圆柱体在室温下的扭压复合加载成形。分析证明,附加扭矩将优化传统镦粗变形。     

温挤压下钛白粉对铝合金摩擦系数影响研究

在分析铝合金温挤压用润滑剂的基础上,实验研究了不同温度下钛白粉的润滑效果.结果表明,钛白粉在铝合金温挤压成形中具有一定的润滑作用.在350℃下摩擦系数最小,可是润滑效果仍然没有石墨的理想.使用钛白粉代替石墨作为铝合金的润滑剂的设想暂时行不通.     

含夹杂坯料镦粗的有限元分析

采用有限元数值模拟方法分析不同镦粗工艺对夹杂物的弥散作用。建立了常用的平砧镦粗、锥形砧镦粗和凹面砧镦粗等3种计算模型,通过对镦粗过程中夹杂物的应力应变集中程度、基体损伤值、夹杂物间距的结果分析,认为锥形砧镦粗工艺最好。     

圆柱体平板镦粗应力场的有限元分析

应用刚粘塑性有限元法对圆柱体在两平板间镦粗时的应力场进行了分析 ,给出了毛坯在不同初始高径比时的心部应力随压下量的变化曲线。由此得出 :在变形过程中 ,圆柱体心部存在两向拉应力 ;并且在墩粗过程中 ,当瞬时高径比约为 1 .0时 ,心部σθ、σr 由拉应力转变为压应力。     

利用圆环镦粗法测定7050铝合金高温变形摩擦系数

采用圆环镦粗法进行了7050铝合金高温变形摩擦系数测试实验,研究了7050铝合金在不同变形速度、不同变形温度、不同变形程度、不同润滑剂条件下的高温变形摩擦。实验结果表明,润滑状态对其高温变形摩擦影响最大,变形温度次之。     

摩擦系数对不同高径比坯料镦粗鼓的影响规律

在金属塑性成形过程中,摩擦广泛存在,摩擦对零件的变形均匀程度和热量产生有极其重要的影响。本文建立了热-力耦合的镦粗有限元模型,并着重分析了不同高径比下不同摩擦系数对坯料镦粗鼓的影响规律。结果表明：摩擦系数会显著影响不同高径比坯料镦粗鼓的大小。     

热传导系数对TC4钛合金热变形过程摩擦因数测定的影响

对TC4钛合金在变形温度为940℃、外径、内径和高度之比为20:10:7的圆环进行圆环镦粗实验,并采用有限元软件DEFORM 3D对镦粗过程进行模拟。结果表明:热传导系数对摩擦因数的测定有很大影响,热传导系数增加导致工件与模具的接触面温度下降,摩擦增加;对于不同的润滑介质应采用不同的热传导系数进行模拟,从而建立不同的理论校准曲线。采用不同的热传导系数分别建立玻璃润滑和干摩擦条件下的理论校准曲线,结合圆环镦粗实验,最终得出TC4钛合金940℃高温变形时在干摩擦和玻璃润滑条件下的摩擦因数值分别为0.59和0.42。     

有限元分析和粒子法在搅拌摩擦焊中的应用

国内外学者建立了大量模型来对搅拌摩擦焊过程进行分析。目前最常用的分析方法是基于网格的有限元分析。由于有限元分析采用欧拉方法,在处理方程中的平流项过程中可能会导致数值错误。而在基于拉格朗日的粒子法中,平流项可以直接忽略,从而粒子法能解决有限元无法解决的难题。综述有限分析方法和粒子法在搅拌摩擦焊中的应用及研究现状。     

GH4169合金惯性摩擦焊接头温度场显式有限元数值模拟

借助ABAQUS/Explicit显式有限元模拟软件,采用热力耦合方法,建立了GH4169高温合金管状工件三维弹塑性有限元大变形计算模型.考虑了计算设置中质量放大因子(mass scaling)对飞轮转动惯量的影响,确定了放大因子与转动惯量缩小倍数之间的相互关系.在此基础上对整个焊接过程工件的温度场进行了综合分析.结果...     

环件轧制过程的显式有限元模拟分析

用于金属成形模拟的有限元方程的求解方法 ,主要有隐式和显式积分两种方法。对于复杂的三维变形分析 ,如环件轧制 ,隐式方法需要很长的运行时间。而利用显式方法 ,可以达到很好的效果。本文利用Abaqus /Ex plicit通用有限元程序对径向环轧进行了模拟。     

薄板搅拌摩擦焊焊缝区应力集中的有限元分析

为研究经过搅拌摩擦焊处理的薄板在飞机上受拉应力时焊缝区的应力集中状况,建立飞机大型铝合金薄板搅拌摩擦焊焊缝区平齐、上凸、下凹三种典型几何形状的有限元模型。在有限元前处理中使模型右端面受拉,左端面设置对称约束条件以消除应力集中影响,使得模拟得到最大精度的数值结果。结果表明,在焊缝区假设为各向同性前提下,其形状决定应力集中程度。当焊缝区为平齐时,没有出现应力集中;当焊缝为上凸或下凹时,拉应力引起的偏心弯矩将影响焊缝区应力水平分布,特别是模型下凹时应力集中明显,且使薄板受力端产生显著挠度。     

Finite element analysis of the effect of micro-pore defect on linear friction welding of medium carbon steel

Micro-pore is a very common material defect. In the present paper, the temperature fields of medium carbon steel joints with and without micro-pore defect during linear friction welding （LFW） were investigated by using finite element method. The effect of micro-pore defect on the axial shortening of joints during LFW was examined. The x- and y-direction displacements of micro-pore during the LFW process were also studied. In addition, the shape of micro-pore after LFW was observed. The heat conducted from the weld inteace to the specimen interior. The fluctuation range of the temperature curves for the joint with micro-pore is larger than that without micro-pore. Position of micro-pore changes with the change of the friction time. The circular shape of micro-pore becomes oval after welding.     

基于有限元与环压试验的高分子润滑剂摩擦行为研究

将研制的高分子润滑剂在45钢基体表面进行涂覆,通过有限元与实际试验测试润滑剂的实用效果,并利用摩擦磨损试验与扫描电子显微镜表征其摩擦特性,结果表明所制备的高分子润滑剂摩擦系数最小,润滑性能好。利用DeForm-3D软件确定环压试验的理论校准曲线,与实际环压试验结果进行对比,分析高分子润滑剂的摩擦行为,结果表明润滑剂与模具基体发生以物理吸附为主的黏合现象,润滑剂的保护作用有效减少了模具零件之间的摩擦磨损,延长了模具的使用寿命,为更好地指导实践生产提供了借鉴。     

搅拌摩擦焊接过程的有限元模拟

对摩擦搅拌焊接工艺进行数值仿真，建立了搅拌摩擦焊接的二维数值计算模型，通过数值手段进行焊接参数研究。并研究了焊接工艺过程中焊件材料的流动情况以及在焊接过程中材料的应力和应变情况，且与已有结果进行比较。证实了所建立模型的正确性与可靠性。     

基于有限元法的平滑凹痕管道应力分析

针对管道上典型的平滑凹痕缺陷,根据管道的实际运行状况,建立了有限元模型;在其它参数不变的情况下,改变凹痕深度、管道壁厚、管道直径和凹痕纵向长度进行了大量计算;对计算结果进行了整理、归纳、作图,并对结果进行了单因素和多因素分析,得出应力随各参数的变化规律;采用非线性回归分析方法对计算结果进行了拟合.结果表明,在其它参数不变的情况下,凹痕管道最大应力与凹痕深度、壁厚、管径以及凹痕纵向长度之间的关系分别采用正弦模型、指数模型、线性模型和半对数线性模型最优,并且得到了具有一定适用范围下的具体关系式.     

C276合金板多层多道焊的静态单元法有限元分析

基于有限元理论的静态单元法,在收敛的情况下通过设置适当的静态单元参数,可以兼顾模拟的精度和效率. 文中在母材中间截面上取三个点,分析了这些点在不同静态单元参数下的最高温度、焊接过程中的应力和最大残余应力. 结果表明,越远离焊缝,静态单元参数对于以上几个参量的影响越大. 当静态单元参数为10-5和10-4时,模拟的结果相对稳定;当静态单元参数为10-3时,模拟的结果与前两个参数模拟出来的值差距较大;当静态单元参数为10-1和1时,差距尤为显著. 同时,软件模拟过程中所需的时间也随静态单元参数的减小而增长.     

基于有限元分析的精冲液压机机身结构优化

针对精冲机复杂、瞬时、重载的受力条件和精冲模的高精度对设备刚度提出的高要求,设计精冲机机身结构,建立精冲机机身结构有限元分析模型;根据精冲机机身的上横梁、立柱、下横梁3部分的有限元分析结果,提出机身结构的改进方案并进一步模拟分析;得到了更优的结构方案,改进了精冲机机身结构;改进后的机身刚度和强度均满足要求,最后绘出优化的精冲机机身结构。