双辊夹持旋压成形数控实验装置的研制

随着制造业的迅速发展．市场对一些具有复杂曲面法兰结构的薄壁回转体零件的需求量越来越大．如广泛应用于供热通风与空气调节系统风机中的通风设备、排气过滤器．内燃机的强力引风罩、电除尘器喇叭口、高压开关屏蔽罩、航空发动机延伸段和收敛段等,图1所示为这些典型件的实物照片。     

双辊夹持旋压成形装置伺服运动控制系统

针对多电机驱动的双辊夹持旋压成形装置的应用要求,设计了基于运动控制器、交流伺服电机及其驱动器,以及PC上位机的"PC+运动控制器"形式的开放式伺服运动控制系统,并完成了该开放式伺服运动控制系统的硬件搭建和调试。对以双辊夹持旋压成形法兰边作为该开放式伺服运动控制系统的测试工艺开展了测试试验,完成了测试工艺下双辊夹持旋压成形装置的运动轨迹规划,建立了相应的运动方程,并通过Visual C++6.0进行了测试试验的运动控制程序编写。试验证明:该开放式伺服运动控制系统可以平稳地控制双辊夹持旋压成形装置按照设计的运动轨迹进行运动,并完成对应的成形任务。     

多电机驱动的双辊夹持旋压成形装置的机电联合仿真

在MATLAB/Simulink中建立了多电机驱动的双辊夹持旋压成形装置进给驱动系统的Simulink仿真模型,包括三环控制的数学模型,整定了电流环增益与速度环增益,并将ADAMS中的机械系统输出到MATLAB的Simulink平台中,进行双辊夹持旋压成形装置的机电联合仿真并进行控制系统参数优化的探讨。     

多电机驱动的双辊夹持旋压成形装置的动力学仿真

对双辊夹持旋压成形装置进给驱动系统进行了动力学分析,得到了装置进给驱动系统的动力学模型。利用多体动力学软件ADAMS和有限元软件ANSYS对多电机驱动的双辊夹持旋压成形装置进行了多刚体模型和刚柔耦合模型的动力学仿真,通过比较装置夹具和旋辊头运动轨迹的理论结果和仿真结果验证了所建立模型的正确性。仿真过程充分考虑了滑块与导轨之间的等效阻尼、刚度和摩擦等非线性因素以提高仿真精度。刚柔耦合模型仿真结果显示,旋辊头进给速度波动的幅度为±0. 065%,周期为0. 42 s,夹具进给速度波动的幅度为±0. 4%,周期为0. 71 s,表明丝杠的弹性变形会影响装置进给驱动系统的运动精度。     

多电机驱动的双辊夹持旋压成形装置的设计及有限元分析

设计了一种多电机驱动的双辊夹持旋压成形装置,可用于薄壁圆筒件的复杂曲面法兰结构的成形。采用三维建模软件完成了实验装置的结构设计,利用有限元分析软件ANSYS对装置的关键零部件进行了强度校核分析。双辊夹持旋压成形装置的设计为后续深入研究双辊夹持旋压成形工艺奠定了基础。     

金属波纹管旋压-辊压联合成形过程变形行为分析

以国内某厂旋压-辊压联合成形DN10金属波纹管为研究对象,基于MSC.MARC商业有限元软件建立了波纹管联合成形过程非线性有限元模型,模拟分析了薄壁波纹管的波形演变过程、内外变化规律和壁厚精度影响机制。结果表明,波峰外径主要受辊压道次影响,波谷内径演变与各成形道次都相关。辊压过程中通过微压下量可确保模具对波谷的张紧限制作用,从而有效提高波形成形效果。在旋压成形时,在径向和周向双重压应力作用下,波谷壁厚出现增加。为满足壁厚均匀化调控需求,根据成形工艺特点及体积不变原理,给出了波纹管壁厚预测公式。     

薄壁筒收口旋压过程的数值模拟

本文采用动态显式有限元程序LS-DYNA 3D对薄壁筒收口旋压变形进行数值模拟, 分析了毛坯的纬向应变、经向应变及壁厚的分布和变化过程, 从而首次建立起对收口旋压变形过程的整体认识。     

双辊薄带连铸过程的数学模型研究及其进展

综述了双辊薄带连铸过程数学模型的研究和进展情况，比较和分析了各类数学模型的特点，指出了目前还存在的问题，并展望了今后的发展方向。     

薄壁气瓶旋压成形工艺研究

研究了旋压主轴转速、进给比、吃刀量等工艺参数对旋压成形质量的影响,分析了实际旋压成形试验对薄壁高压气瓶旋压工艺相关参数变化影响规律,得到了薄壁气瓶旋压成形的工艺参数,对薄壁气瓶旋压成形具有指导意义。     

基于DEFORM-3D的铝合金筒形件旋压成形过程数值模拟

运用DEFORM-3D有限元软件对铝合金筒形件旋压成形过程进行了数值模拟。通过在不同参数下的模拟,得出了一组较优的工艺参数,即:旋压温度为20℃,主轴转速为400r/min,壁厚减薄率为50%,旋轮进给率为0.75mm/r。同时分析了最优化模拟条件下工件变形区的应力、应变状态,即在毛坯与旋轮的接触区,等效应力和等效应变达到最大值。径向方向受到的力是旋压力的主要表现形式。     

杯形件旋压引伸工艺中旋轮的优化设计

用MARC/AutoForge软件对杯形件旋压引伸工艺进行了数值模拟,分析了不同的旋轮设计对旋压工艺的影响,最终得出了合理的旋轮设计方案,为杯形件旋压引伸工艺的制定提供了依据.     

筒形件强力旋压工艺模拟及实验研究

采用有限元与工艺实验相结合的方法,对筒形件强力旋压工艺进行了研究。对于旋压加工工艺,利用有限元模拟软件建立三维弹塑性模型并进行数值模拟,然后在此基础上分析进给比、减薄率2个工艺参数对筒形件强力旋压成形过程的影响规律。根据数值模拟结果,设计并制造了工装与模具,同时进行了工艺试验,成功试制了壁厚减薄效果良好的筒形件强力旋压样件。     

筒形件反旋旋压力模拟分析

用三维刚塑性有限元法计算了筒形件反旋时的旋压力，并对各工艺参数对旋压力的影响进行了系统研究。     

激光正余弦扫描过程中板材的变形行为

板材激光热应力成形是一种利用激光成形工件的柔性成形技术.对于不同的激光扫描轨迹,板材所产生的变形行为是不同的.研究激光成形过程中板材变形与扫描轨迹之间的关系对该技术的应用尤为重要.直线、正弦线和余弦线是三种典型的扫描轨迹规划.本文以板材激光单次扫描成形过程为研究对象,对激光三种扫描轨迹下板材的变形行为进行了有限元模拟,并对模拟结果进行了分析.     

Combined Methods for the Prediction of Dynamic Instabilities in Sheet Metal Spinning

A technological and mathematical understanding of the sheet metal spinning process allows to predict dynamic instabilities which lead to wrinkling and other defects in the workpiece depending on the axial feed of the roller tool, the design and the number of the forming passes as well as the angular velocity of the workpiece. The development and combined application of methods of statistical design of experiments, nonlinear time series analysis and finite element analysis yields insight into the dominant effects. The results will allow to predict wrinkling and to design and control the process as to avoid it. Preventing workpiece damage by wrinkling, this methods will help to significantly improve process efficiency.     

铋系超导线材拉拔过程中的粉体变形行为

单芯和多芯拉拔工艺是铋系高温超导带材(Bi-2223/Ag)制备过程中必不可少的重要环节。为研究超导粉体在拉拔过程中的变形行为,对单芯超导线材的拉拔工艺进行理论分析,建立了工艺参数与粉体密度之间的关系,并通过试验验证其合理性。同时,采用大截面减缩率单芯拉拔工艺来实现铋系超导线材的节能高效成形。对1.86mm61芯Bi-2223/Ag线材进行显微硬度测试,并结合数值模拟进行三道次拉拔加工,分析认为:在加工过程中,各超导芯之间及芯内部均存在密度分布不均匀性,且各层粉体密度随拔制过程不断波动,将不利于后续轧制工艺。为此,提出渐进跑道形三道次拉拔工艺,并应用于铋系超导带材的后期拉拔加工,可提高最终带材的临界电流密度10.1%。     

大型饼形锻件成形工艺研究

采用“镦粗”和“镦粗＋旋转压下”两种工艺方案完成了大型饼形锻件成形过程的数值模拟。模拟结果显示在镦粗工序后,采用双面旋转压下方式完成最终饼形锻件成形可以增加锻件上、下端面附近的变形量,缩小刚性变形区范围,有利于锻件内部晶粒细化,从而提高饼形锻件调质后的性能。