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。     

活塞环用精密型材轧制成型显式动力学有限元仿真

利用有限元分析软件ANSYS/LS_DYNA对活塞环用精密型材的轧制过程进行了有限元仿真,详细介绍了有限元模型的建立、材料模型和单元类型的选择以及网格的划分,得到了各道次轧制金属的流动规律,对轧件的变形及应力场的分布进行了深入分析,为成型轧辊的设计以及优化生产工艺提供了参考。     

高温合金U形环滚压成形有限元建模关键技术研究

根据U形环的成形特征,解决了其滚压成形有限元建模仿真的关键技术,如几何模型的建立,滚压模型的模具尺寸的设计,摩擦接触条件处理,下压载荷曲线等关键技术处理。基于ABAQUS有限元软件建立了该成形过程的有限元模型,并对该模型的可靠性进行了实验验证。结果表明,有限元模拟结果所获得的U形环与实验结果十分吻合,对U形环的生产实践具有很好的指导意义。     

板式翅片滚压成型的数值模拟

针对板式翅片加工现状,提出一种板式翅片滚压成型新方法。阐述了该方法的成形原理;在三维软件中建立了滚压刀具和工件的有限元分析模型,采用Deform-3D有限元分析软件对板式翅片滚压成型过程进行了数值仿真,获得了理想的翅片形状;分析了成形过程中工件的应力状态及滚压刀具的受力情况,为板式翅片滚压成型方法的研究和应用提供了重要理论依据。     

基于ANSYS的玻璃模压成型有限元分析

通过对模压成型的工艺过程进行分析,利用有限元软件ANSYS建立透镜的有限元模型,选择五单元广义Maxwell模型作为粘弹性模型,划分网格,设定热边界条件,进行模压成型的加热和加压过程的有限元仿真分析。通过仿真,重点研究了最小加热时间和压力的影响,以期对今后模压成型工艺的参数优化具有指导作用。     

角接触球轴承动态接触特性有限元分析

利用有限元软件ANSYS,建立了高速精密角接触球轴承接触分析的三维有限元动态分析模型,对角接触球轴承在实际工况条件下的应力应变状况进行了有限元仿真分析,直观再现了轴承在工况条件下接触区的应力、应变状况。实例计算表明,有限元分析结果与解析计算结果吻合良好,从而验证了三维接触模型的网格划分、接触算法及边界条件的正确性。同时表明,有限元理论在处理接触问题时是有效的,为进一步研究角接触球轴承的使用性能提供了可靠基础数据。     

超声波滚压光整加工技术机理研究

超声表面滚压光整加工是一种新兴超声辅助表面改性技术,能够促使表面层晶粒纳米化,可显著降低材料的表面粗糙度值,改善表面应力分布,增强其耐磨、耐腐蚀性。研究了超声滚压加工机理及并建立力学模型。对超声加工系统各关键组成部分进行剖析,重点对超声变幅杆的结构进行了理论上的分析及设计,利用ANSYS有限元分析软件对变幅杆进行了模态与谐响应分析,验证了理论设计的合理性。确定了满足超声波滚压加工模式的本构模型,利用ABAQUS对超声滚压冲击过程做有限元模拟分析。     

铆焊型液力变矩器涡轮辊铆成形工艺仿真及参数优化

以一种典型的铆焊型液力变矩器涡轮为研究对象，针对涡轮装配成型中的外环-叶片-内环的辊铆成形工艺及尺寸开展研究。结合有限元仿真分析和试验手段，研究了叶片支耳的辊铆成形工艺，分析了拨倒、滚压成形工艺参数对滚铆成形精度的影响规律。以叶片材料的拉伸应力-应变曲线及各向异性系数等力学性能测试参数、涡轮总成的三维几何模型、辊铆工况为输入，建立了叶片支耳滚铆成形的有限元模型，采用Abaqus分别建立了支耳拨倒、滚压成形的有限元模型，分析了拨倒角度、滚压进给量和次数对支耳成形后的应力及应变分布、与内/外环的贴合间隙的影响，确定了较为合理的辊铆工艺参数。设计制作了快速滚铆工装，研制了涡轮总成样件，对比分析了样件实物中支耳的贴合度测试数据与仿真结果，验证了工艺参数的合理性。研究结果表明：叶片支耳成形采用3道分3次滚压成形后，回弹量最小，不大于0.1 mm且满足设计技术要求，辊压后支耳的成形应力最小、变形更均匀；经涡轮样件试制验证有限元仿真模型的准确性，误差小于7.7%。     

深沟球轴承接触力学特性分析

滚动轴承接触力学特性的分析是轴承分析的一个基础问题,钢球与套圈滚道的局部接触区域的网格单元尺寸对接触应力的有限元法仿真计算结果有着至关重要的影响。基于ANSYS仿真平台,提出了利用球切区域方法局部细化接触区网格,建立多对局部区域的面-面接触关系,从而建立球轴承多体多接触对有限元仿真模型。以深沟球轴承6012为实例,分析了深沟球轴承在静径向力下的载荷分布,将接触应力的仿真分析结果与Hertz理论计算结果进行对比,两者较好的吻合,验证了仿真分析结果是正确的,为轴承的进一步研究提供依据。     

超声滚压三维残余应力场的有限元模拟

探讨一种研究超声滚压表层残余应力的数值方法。超声滚压过程是一个强烈的塑性变形过程,涉及到复杂的静态和动态冲击挤压。根据该加工技术的原理建立了有限元模型,评估了网格参数、定义了加载方式,并通过304不锈钢圆盘的超声滚压实验对有限元模型进行验证,在此基础上,模拟了超声滚压的加工过程,分析了残余应力分布特点以及各加工参数对其影响规律。结果表明:超声滚压后,材料表面产生了分布均匀的残余压应力,随着深度的增加,残余应力先后出现一次压应力峰值和较小的拉应力峰值最后降低为0。加工参数对残余应力的幅值和深度影响程度不同,静压力、覆盖率和加工次数影响较大,振幅影响较小。     

船用管件弯曲成型的有限元建模与实验验证

基于弯曲成型理论并结合船用管件弯曲成型的实际工况,采用ABAQUS/CAE模块建立了20钢管件的数控弯曲成型有限元模型,对建模过程中的力学模型、几何模型、单元定义、网格划分及其敏感性分析和约束接触设置等步骤进行了详细的说明。通过提取弯曲段横截面的最小壁厚值,与变形前的截面壁厚相比,定义了弯管外侧壁厚的减薄率。同时,通过提取畸变后的管件截面的椭圆长短轴,推导出了截面畸变程度质量指标的计算方法。与实验结果比较,有限元模型的计算结果与实验测量数据之间的相对误差较小,从而验证了有限元模型计算的精确度和可靠性,为管件的弯曲成型加工提供了理论依据,可应用于加工后管件质量的评价。     

冷拉伸滚压成形新工艺参数研究

采用ADINA有限元软件对高强度柔性螺栓在此加工工艺中定义材料性能,建立滚压模型,划分网格,约束边界条件,施加载荷.对在不同拉力,滚压量两个实验参数下进行冷拉伸滚压新工艺加工模拟仿真,得到端面中点的最大应力,有效应力及位移与时间函数的图形,并分析结果得出最有利于加工的工艺参数.为下一步做轴类冷拉伸滚压成形实验提供重要的实验参数.     

加工中心夹具装夹有限元变形分析

本文对加工中心类夹具进行有限元变形分析;建立了加工中心夹具的三维模型;详细阐述了夹具夹装变形的分析过程,包括接触类型分析、网格划分及约束条件等;以具体加工中心工装夹具为实例进行了分析和验证。为实现工装夹具的优化设计提出了一种新的思路,为保证装夹质量提供数据支持。     

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.     

汽车B柱Rollforming成型的有限元仿真

在汽车车体构件制造中的辊弯成型工艺应用项目研究中,利用大型非线性有限元分析软件MSC.Marc研究了汽车B柱变截面辊弯成型仿真的有限元建模方法,主要包括板料模型和成型辊模型的建立、单元选择、边界条件、各种参数的设置及成型辊的速度加载等内容,然后采用刚性轧辊沿板料长度方向平动的方式对板料成型过程进行仿真模拟,分析了板料在...     

典型热成型零件成型性仿真分析方法的研究

介绍了热成型仿真模拟分析的方法,基于实际工况和分析需求提出物理模型,通过三维建模将物理问题转化为几何模型,结合模拟关心要素,对CAD模型进行必要的结构简化,建立有限元单元模型。将有限元单元网格模型导入分析软件,设置模拟仿真的边界条件,调用求解器进行成型分析的数值模拟,最后根据分析结果对模具设计进行循环优化,解决产品开裂、起皱等问题。通过反复模拟分析及优化,建立了成熟的分析模型,指导热成型模具设计及产品优化。     

钛合金螺栓根部圆角滚压强化的工艺参数仿真研究

针对TC4钛合金高精度螺栓根部圆角滚压强化技术的工艺参数开展仿真研究。根据滚压工艺建立螺栓根部圆角滚压强化的有限元仿真模型，获得了应力分布云图；以螺栓根部圆角的残余应力积分中值为主要研究对象，确定了应力提取路径。采用正交分析方法对滚压过程进行数值仿真，并利用结果分析不同工艺参数对残余应力大小的影响。建立残余应力积分中值-工艺参数的数学回归模型，并进行参数优化。最后，在优化结果的基础上，分别针对滚压转速、时间、摩擦因数和滚压力进行仿真试验，研究参数变化对残余应力的影响，并分析产生影响的原因。该研究结果可以为钛合金螺栓根部圆角的滚压强化工艺提供理论指导和技术支撑。     

钢包回转台回转支承的有限元接触分析

在连铸连轧设备钢包回转台回转过程中,回转支承起到非常重要的作用。目前不同工况下,大型三排滚柱式回转支承的接触强度有限元分析还不够全面。根据钢包回转台回转支承的结构特点、受载情况和轨道接触情况,利用有限元分析软件ANSYS建立局部结构的有限元模型,进行接触强度分析,得到两种工况下应力云图和应力分布特点。同时验证了三维接触模型的网格划分、接触算法、载荷(受力分析)和约束的施加等研究方法的正确性。为提高其承载能力、使用寿命、进行优化设计及动力学分析提供基础。     

车身控制模块支架的随机振动有限元疲劳分析及优化

车身控制模块是汽车的重要部件,其支架的设计应该满足车辆行驶过程中车辆行驶随机振动工况下的疲劳寿命。对比实验结果,采用有效的有限元仿真方法,利用Catia软件建立支架的模型,并利用Hypermesh软件进行有限元网格划分,建立合理的有限元模型来进行支架状况的分析。分析结果验证了随机振动的有限元疲劳分析的必要性及有效性。最后,对支架的结构进行了优化,并对优化后的支架进行了随机振动的有限元疲劳分析。     

基于ANSYS的真实粗糙表面微观接触分析

基于材料弹塑性变形理论,采用激光测量仪测取零件表面微观形貌数据,使用小波对测量数据进行处理,提取不同层次的粗糙度,利用有限元分析软件ANSYS及其APDL工具,建立真实粗糙表面不同尺度上的微观接触参数化有限元模型,仿真分析了粗糙表面接触的弹塑性变形全过程。提出了基于ANSYS重启动分析、网格重划的多载荷步求解算法,以解决有限元微观接触分析过程中的网格畸变问题。通过通用后处理模块/POST1,提取了有限元分析结果文件中的真实接触面积、接触载荷、接触微凸体个数等接触参数,分析了多种不同粗糙度表面相互接触时接触参数的关系,以及不同尺度的粗糙面对接触参数的影响,为研究结合面的接触机理和连接性能提供了方法。