外螺纹滚压过程有限元仿真模型研究综述

传统的外螺纹滚压过程参数优化大多采用试错法,依赖个人经验进行模具设计和工艺摸索,不仅费时费力,而且试验效率和经济价值极低。针对外螺纹滚压成形过程有限元模型进行研究已越来越受到人们的广泛关注,建立外螺纹滚压有限元模型,能够从应力-应变、滚丝轮最大成形力及最大成形扭矩等多角度深入理解外螺纹滚压成形过程中金属塑性流动规律。首次针对外螺纹滚压成形过程有限元仿真模型的研究进行综述,对外螺纹滚压模型进行分类,阐述了多个有限元仿真模型的特点及验证方法,并给出了相应研究结论及后续研究建议。     

滚压外螺纹坯径的计算简式

读者信箱滚压外螺纹坯径的计算简式　　□马　钦　　　　江西读者杨新来信 ,希望本刊能介绍一些有关螺纹滚压方面的经验。　　滚压加工外螺纹时 ,首先要正确计算出能够符合螺纹尺寸精度要求的螺纹坯径 ,对于这个问题 ,国内外有许多专著或期刊 ,提出了不同的理论公式、经验公式和经验数据。这些计算方法对于生产起到了一定的指导作用。但在运用这些公式过程中 ,也确实感到还有不尽人意的方面 :计算较繁 ,有些数据理解上有不同的见解 ,有些公式有一定的局限性 ,且计算易出错 ,有些公式计算数值偏差较大。本文就这个问题 ,介绍一个计算简式 ,公…     

圆弧螺纹滚压过程仿真研究

螺纹滚压加工是一种无屑加工方法,实质是令工件在模具的压力下产生塑性变形,滚压成相应的螺纹。与其他螺纹加工方法相比,滚压加工效率更高且节省材料。圆弧螺纹与普通螺纹的结构尺寸不同,在滚压加工过程中受力情况也有较大差别。目前国内对圆弧螺纹滚压成型方面的理论研究很少,在生产中几乎全部依赖技术工人经验,难以保证质量。对圆弧螺纹滚压过程开展有限元仿真研究,研究螺纹成型过程中结构的塑性变形规律,可以为圆弧螺纹滚压过程工艺参数设置、设备选型提供依据。     

基于ABAQUS的微结构滚压印仿真

借助有限元软件ABAQUS,对滚动热压印成型过程进行二维仿真。聚合物材料采用PM-MA的理想弹塑性模型,以图形面积的复制率、图形的最大宽度和最大深度为评定判据,详细分析了滚子与聚合物表面距离、图案大小、图案占空比、滚子的滚动速度、聚合物弹性模量对压印图形质量及压印力的影响。仿真计算结果表明,滚子与聚合物的距离、图案占空比、聚合物的弹性模量对压印图形的质量影响较大,而滚子滚动速度以及图案大小对压印图形的质量影响较小;同时,滚子与聚合物距离、聚合物弹性模量、图案大小对压印力的影响较大,反之,其他的情况基本可以忽略。     

基于ABAQUS的GH4169高温合金铣削参数优化仿真

由于GH4169镍基高温合金加工效率低、刀具磨损严重、切削成本高以及实际加工过程中很难直观获得观测数据,因此基于ABAQUS建立了三维铣削模型,通过正交试验进行铣削参数优化,研究切削工艺参数即切削速度vc、切削深度ap、每齿进给量fz对GH4169高温合金铣削过程中铣削力和铣削温度的影响.结果表明,切削深度ap对切削力...     

GH4169拉杆螺栓螺纹滚压前的工艺准备

GH4169材料强度高、切削性能差,在滚压螺纹过程中,滚丝轮的使用寿命急剧下降,甚至报废,严重影响生产,且螺纹加工精度低。针对该问题进行分析,通过对加工前的滚压参数进行选择及滚坯工艺结构的确定,提高了滚丝轮的使用寿命及螺纹加工精度。     

铝杆连铸机结晶轮滚压过程的有限元仿真与分析

介绍了φ9.5 mm电工圆铝杆连铸连轧生产线设备中连续铸造结晶轮制造工艺,应用滚压工艺技术,提高结晶轮的耐磨性、抗疲劳强度和使用寿命。通过对滚压技术研究和结晶轮结构分析,采用Pro/E软件实体建模、ANSYS11.0有限元软件和接触分析技术,对滚压过程进行仿真,对结晶轮应力分布和变形情况进行分析,确定了所需的滚压力,并在模拟的基础上进行实践验证。模拟结果和实践数据基本吻合,对自制滚压机的设计、滚压工艺制度的制定有着积极的意义。     

基于ABAQUS的钛合金螺旋铣孔仿真及试验验证

为了提高螺旋铣孔的制孔质量,需要预测加工过程中的切削力大小规律。通过ABAUQS/Explicit求解器模块对螺旋铣孔进行试验验证,分析并建立了钛合金螺旋铣孔仿真中的一系列模型,提出综合位移分离法和能量分离法来定义材料的分离属性。针对螺旋铣孔的特殊运动路径,运用连接器与边界载荷条件协同模拟实现。通过仿真模拟得出螺旋铣孔加工中切削力的变化规律,同时分析了最大应力应变的属性和分布特点。     

高强螺纹滚压工艺的有限元模拟及试验研究

对高强螺纹进行滚压处理可有效提高螺纹结构的抗疲劳性能。为深入研究螺纹滚压工艺规律,以提高螺纹紧固件的抗疲劳性能,建立螺纹滚压工艺三维有限元模型,并基于该模型研究了滚轮参数对滚压后残余应力的影响规律,最终采用疲劳试验验证了该方法的有效性。结果表明:滚轮型面夹角、直径、型面圆弧半径等参数对滚压后引入的残余应力分布具有很大影响。滚轮型面夹角越小,滚压后引入的残余压应力层越深;较小的滚轮直径有利于引入较大的残余压应力和残余应力层深;较大的圆弧半径可获得较高的表面残余压应力和最大残余压应力,同时在一定范围内导致残余应力层深减小。疲劳试验结果表明,采用未经优化的滚轮强化后,螺纹疲劳寿命提高1.6倍,而采用经优化设计的滚压轮强化后,螺纹疲劳寿命提高4倍。该结果证实了基于有限元分析的滚轮优化方法的有效性。     

基于ABAQUS的过盈配合有限元数值仿真

本文介绍了ABAQUS有限元分析软件在过盈配合设计中的应用,并以其中一款手持式电动工具内部零件的过盈配合设计为例,详细阐述了离散模型的建模过程,仿真模拟了过盈量对过盈配合面同应力、位移的影响.     

板式翅片滚压成形过程仿真

采用一种新型滚压工艺进行板式翅片加工,简述了板式翅片的成形原理及滚压刀具的设计原则;利用DEFORM-3D软件对其成形过程进行模拟仿真,获得了理想的模拟翅片结构;分析了成形过程中工件的应力应变状态和滚压刀具在成形中的受力状况,通过加工实验验证了该方法的可行性。
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基于ABAQUS的横机动态成圈过程有限元分析

针对导针在横机成圈编织过程中的运动规律和应力最大位置均不明确等问题,利用ABAQUS/CAE建立了横机成圈机构的有限元模型,通过ABAQUS/Explicit显示求解器模拟了横机成圈编织的动态过程,得到了整个成圈过程中导针随时间变化的位移、速度、加速度曲线图.通过分析这些曲线,找到了三角和织针或导针发生碰撞冲击的关键点,并得到了这些关键点的导针的应力云图.仿真结果表明,导针在整个成圈过程中,应力最大位置出现在导针和三角首次接触时,最大应力为857.1 MPa.该研究结果为横机成圈机构的进一步分析及优化提供了理论基础.     

曲轴滚压强化圆角变形的有限元分析与仿真

建立了曲轴滚压强化圆角变形的有限元模型,利用ANSYS有限元分析软件,获得了曲轴滚压每一步加载过程中圆角处应力、应变分布,残余变形量等情况,为优化曲轴滚压强化工艺提供理论基础.     

滚压加工中工件表层微塑性变形深度的解析分析和有限元验证

在简要介绍滚压工艺的基础上,对目前滚压技术的一些新发展进行了总结,并分析由此带来的对滚压加工机理研究的要求.得出了滚压过程中工件表层发生微塑性变形的深度与滚压力关系的解析公式.通过有限元分析方法采用lohnson-Cook流动应力模型就AISI 1045钢和IN718耐热合金两种典型材料的滚压进行了验证,比较结果表明推理假设和解析公式的准确性,为进一步更深入研究滚压机理特别是残余应力和冷作硬化的产生提供了一定的理论依据.     

GH4169G高温合金车削切削力与切削温度有限元仿真研究

为研究GH4169G高温合金车削用量及刀具几何特性对切削力和切削温度的影响规律,基于ABAQUS有限元仿真软件,通过依次改变切削深度、切削速度和刀具几何角度,获得不同参数组合下切削力和切削温度的变化规律,进一步揭示车削参数和刀具几何角度对GH4169G高温合金切削过程中热—力耦合作用的影响机理,从而对切削工艺参数和刀具特性进行优选。     

板式翅片滚压成形过程仿真

采用一种新型滚压工艺进行板式翅片加工,简述了板式翅片的成形原理及滚压刀具的设计原则;利用DEFORM-3D软件对其成形过程进行模拟仿真,获得了理想的模拟翅片结构;分析了成形过程中工件的应力应变状态和滚压刀具在成形中的受力状况,通过加工实验验证了该方法的可行性。     

基于ABAQUS的单颗磨粒磨削GH4169高温合金有限元分析

通过建立单颗磨粒磨削模型,采用ABAQUS软件对GH4169高温合金的磨削过程进行有限元仿真,探究单颗磨粒在不同参数下对GH4169高温合金工件磨削过程的影响。研究表明：磨粒从切入工件后到切出工件前,磨削力稳定波动,且与磨粒前角和磨削深度显著相关,切向磨削力随着磨粒前角增大而显著减小,随着磨削深度的增大而显著增大;最高磨削温度出现在磨粒切入工件的时刻,且与磨粒前角、磨削深度和磨削速度相关;磨粒前角对磨屑的形状影响显著,磨粒前角越大,磨屑越难排出,磨削速度对磨屑的形状影响较小,磨削深度影响磨屑的厚度和长度。     

基于ABAQUS的40CrNi4Mo1V稳态切削过程有限元模拟

切削过程有限元分析是利用数学近似的方法对刀具与工件的切削状态进行模拟.应用ABAQUS有限元分析软件对45钢金属稳态切削过程进行了有限元模拟,采用了Johnson-Cook本构模型和Johnson-Cook分离准则,针对不同刀具前角、不同切削速度,对切削过程进行模拟,在输出应力和应变云图以及切削力曲线的基础上,对模拟结...     

GH4169高温合金球头铣刀铣削有限元仿真分析

GH4169高温合金在切削加工过程中通常会产生较大的切削力和较高的切削温度,进而难以控制加工表面完整性。借助ABAQUS有限元分析软件中的Johnson-Cook热力耦合模型建立球头铣刀简化模型,对GH4169高温合金的铣削加工过程进行三维有限元模拟仿真,研究GH4169高温合金材料在球铣削过程中的切削力、切削温度、等效塑性应变和应变率的变化与分布规律,并对比分析仿真结果与试验结果的差异。研究结果表明,仿真模型的预测结果与试验测量结果有较好的一致性,所构建的铣削有限元仿真模型为球头铣刀的铣削加工提供了可参考的切削要素。