熔融挤压成形大型原型精度控制研究

熔融挤压成形 (MEM )是快速成形 (RP)技术中的一种重要工艺 ,清华大学激光快速成形中心成功开发大型MEM设备MEM6 0 0 ,能够高速制造 5 0 0mm× 5 0 0mm× 6 0 0mm的大型原型。文章主要论述MEM工艺成形大型零件原型的精度控制。     

镁合金GUOTU螺塞的等温挤压成形研究

研制了等湿挤压试验模具，成功试制出镁合金CUOTU螺塞，并利用DEFORM-3D软件对等温挤压成形过程中镁合金的流动进行了数值模拟，对模拟结果进行了分析。     

直齿轮径向挤压过程变形力规律的数值模拟

采用上限元法模拟圆柱直齿轮径向挤压过程的变形力分析共变形规律。经证骓,所用的计算方法及编制的计算机程序是正确可行的。该天空对生产实践具有重要的指导意义。     

双螺杆食品挤压流动过程数值模拟

采用有限单元法对双螺杆食品挤压熔体的流动过程进行数值模拟.结果表明：物料熔体在流道内沿两螺旋槽环绕前进,整个过程长螺杆始终保持优先,啮合区剪切应力使物料熔体在两螺杆之间分流进而充分混合,最终转移至长螺杆后进入模具过渡段,该段熔体在螺杆头的转动影响下螺旋攀升,会形成涡流导致物料熔体滞留,是可能引起焦糊的原因.     

复合挤压变形的模拟研究

以聚碳酸酯为模拟材料，应用光塑性方法研究了复合挤压变形，得到了变形区全场应变分布曲线。模型应变分布特征表明复合挤压变形体内存在刚性区、挤压型变形区和镦粗型变形区。模型试片条纹图案和应变分析结果，都证实复合挤压变形中确实存在分流区。根据模型试件提供的分流区位置，测得分流点半径尺寸，据此验证了已有三个分流点半径公式的精确程度     

高性能铝合金履带板成形技术研究

为了满足坦克等履带车辆轻量化高性能的需求,通过优化高性能铝合金成分及冶金质量控制技术、精密成形及金相组织控制技术、精密热处理技术,探索出了合适的浇铸温度、冷却水量、铸造速度及锻造成型关键参数,完成了耐磨钢与铝合金一次锻造成形铝合金精密模锻件,实现了钢铝复合锻造,解决了铝合金耐磨性差的问题。结果表明,履带板力学性能、断裂性能等综合性能好,室温力学性能:Rm>670MPa,R_p0.2>650MPa,A≥5%;断口主要为穿晶韧窝断裂,时效后的晶内沉淀相主要有棒状和圆形2种形貌,尺寸为5～10nm且沉淀相析出的体积分数较高,强化效果好。实现了铝合金履带板在装甲车辆上批量应用的目标,对军用履带车辆的轻量化起到了一定的指导作用。     

陶瓷浆料微流挤压成形关键问题研究

利用流体力学理论,针对基于微流挤压成形的陶瓷浆料挤出过程的关键部件挤压凹模的流道形状进行了设计,使用ANSYS软件对挤压凹模出口横截面的流速和流道内部压力场的分布情况进行模拟,分析了四种不同流道形状挤压凹模内部压力场和出口流速的分布规律。研究结果为解决陶瓷浆料挤压成形工艺的难点问题提供了理论依据,具有重要的参考价值。     

螺旋扁管挤压成形设备设计及有限元分析

针对螺旋扁管模具挤压成形时管壁减薄、生产灵活性差及效率低等不足,设计了对轧辊同步扭转挤压成形设备。并采用DEFORM-3D软件,对挤压成形过程模拟,得到了截面变形过程应变分布及行程-轴向推力变化,对不同进给速度、摩擦系数和轧辊半径对推力影响进行模拟分析。研究结果表明,摩擦系数和进给速度增大时,轴向推力也随之变大,随着轧辊半径的增大轴向推力小幅减小。该设备的设计和成形理论研究,对实际设计、工艺参数选取具有一定的指导意义和实用价值。     

内燃机气缸螺栓保护螺母温挤压成形过程数值模拟及模具设计

研究了内燃机车中的气缸螺栓保护螺母的温挤压成形工艺,确定了其成形毛坯、挤压温度、模具预热温度、模具的冷却与润滑方式等.设计了温挤压成形时阶梯轴型凸模和组合式凹模的模具结构,并利用LS-DYNA软件对其进行了有限元分析.理论分析和实际生产都表明:所设计的气缸螺栓保护螺母的模具结构是合理的、可行的,这为类似产品的生产提供了理论铱据.     

高锰钢履带板断裂原因分析

用Mn13钢制造的民品履带板,在使用不到一个月时断裂。用金相显微镜和扫描电镜等手段对断裂原因进行分析,结果表明：履带板早期失效的主要原因是因浇注温度高、结晶凝固速度慢,导致在晶界析出大量碳化物,而使钢脆性增大。     

汽车制动缸孔的滚挤加工

介绍了汽车制动缸孔的滚挤加工原理、滚挤工具结构、滚挤工艺参数及滚挤加工要点。     

半固态加工技术及工艺过程的数值模拟

半固态金属成形技术具有许多优点,被专家们称为21世纪新兴的金属制造关键技术之一.介绍了半固态金属成形工艺、坯料制备工艺、数值模拟状况、国内外研究应用情况,发展中存在的问题及研究重点.     

充型过程流场数值模拟研究

对充型过程进行分析,确立了充型过程数值模拟的数学模型。利用计算机数值模拟技术对充型阶段的流动过程进行了计算。在此基础上开发了流场模拟软件,并对铸件进行了模拟,结果证明所建立的数学模型及开发的程序是正确的。     

数值模拟在摩托车油箱外壳体冲压成形中的应用研究

应用DYNAFORM软件对摩托车油箱外壳体冲压成形过程进行有限元数值模拟。针对实际生产中油箱外壳体材料厚度不均匀、局部变薄严重的现象，分析其变形特点及主要工艺参数对板料厚度变化的影响，确定了油箱外壳体冲压成形的三个主要工艺参数及模具调整过程中的修整原则。指出应先修整模具拉延筋高度，然后修整凹模圆角半径，再修整凸模圆角半径。生产实践表明，与传统设计的试模方法相比，采用有限元数值模拟方法，模具调试时间缩短75％，且得到的产品板料厚度均匀，刚性好，精度高。     

金属切削过程的数值模拟

基于数值模拟技术,利用有限元软件模拟了金属切削过程及切屑的形成;得到了不同工件材料的切屑形态、切屑上应力应变和等效应力的分布,以及应变与切屑卷曲半径之间的关系;分析了等效应力、应变以及剪切应力的大小与分布对切屑形态和断屑的影响,得出切屑上应力、应变的不均匀分布是导致切屑卷曲的主要原因。该结论与切削理论相吻合,为高速切削塑性金属的断屑研究提供了依据。     

斜角切削过程的数值模拟

借助于通用有限元软件ANSYS模拟出斜角切削的动态过程,并在此基础上对切削变形进行了研究,提出了一种获得剪切角的新方法。通过仿真计算和快速落刀试验,验证了该方法的可行性。     

管材拉弯工艺及数值模拟分析

拉弯是管材弯曲成形的重要工艺方法,采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对不同工艺参数下的管材拉弯成形过程进行了数值模拟,通过改变相对弯曲半径R/D和相对弯曲厚度t/D,分析了拉弯工艺参数对成形过程的影响。研究结果表明:通过增大相对弯曲半径R/D或增大相对弯曲厚度t/D,降低弯曲件的等效应力,可以有效控制弯曲件壁厚的变化,有助于提高管材拉弯成形的质量。     

涡旋压缩机工作过程模拟及传热分析

根据涡旋压缩机的运转规律,得到了绝热状态涡旋压缩机非定常流动的数值模拟计算方法;对涡旋压缩机理论计算模型进行网格无关性验证、动网格重构验证,保证其数值模拟计算结果的准确性.得到了涡旋压缩机工作过程的压力场、温度场、速度场分布规律,得到其工作过程曲线与各工作腔的泄漏规律,并与理论绝热过程进行对比,验证了所采用的数值模拟计算方法的正确可行性.进而探究考虑流热耦合传热的涡旋压缩机工作过程的数值模拟计算方法,提出通过合理地设置壁面热力条件参数实现涡旋压缩机达到热力平衡状态的数值模拟计算方法.     

考虑残留量的针头-基板间微量胶液接触转移过程数值模拟

芯片表面贴装过程中需要通过点胶工艺将微量胶液定量配发到基板上的指定位置,该过程对胶液配发量的一致性有很高的要求。针对现有对接触式微量点胶过程研究中普遍将胶液挤出量视为实际转移量的问题,通过对针头处胶液与基板接触拉断过程动力学行为分析,建立多参数下胶液转移过程动力学模型;并建立胶滴在基板上稳态后的形状理论模型,用以验证体积函数模型(Volume of fluid,VOF)对气液两相流界面追踪的有效性。在此基础上,结合VOF模型、Brackbill表面张力模型及动网格法对胶液接触拉断过程动态行为进行数值模拟,获得了不同接触距离、胶液拉断速度、胶液与基板间的接触角对胶液转移量的影响规律。结果表明,胶液拉断后针头上会有少量胶液残留,即胶液实际转移量总小于挤出量,且在给定压力下,转移量随接触距离、拉断速度和接触角的不同而变化。研究结果可为接触式微量点胶过程定量控制提供理论参考。