基于数值模拟的 AZ61 镁合金挤压-剪切工艺

目的研究挤压-剪切变形的最优化工艺参数,分析各个工艺参数对AZ61镁合金微观组织和力学性能的影响。方法通过有限元模拟技术,分析了各个工艺参数,包括挤压温度、挤压速度、挤压比对AZ61镁合金成形结果的影响。结果通过对有限元模拟结果的分析和研究,得到AZ61镁合金成形的最佳工艺参数为:挤压温度为400℃;挤压速度为10 mm/s;挤压比越大,再结晶效果越明显,晶粒尺寸越细小。结论优化了挤压温度、挤压速度、挤压比等影响AZ61镁合金成形的因子,得到了符合实际生产的最佳工艺参数。     

汽车弯臂锻造工艺改进数值模拟及实验研究

采用理论分析、计算机数值模拟和实验研究相结合的方法对汽车弯臂锻造工艺进行了优化设计研究.用Deform软件对弯臂成形工艺中的辊锻、弯曲和模锻工艺进行了精确的数值模拟,得到了金属流动、应力应变分布规律,并通过对辊锻工艺的改进来改变金属的分布,减少飞边尺寸,达到提高材料利用率,降低成本的目的.利用工厂现有设备对弯臂成形工艺进行了实验研究,实验结果表明,改进后的锻件充填饱满,飞边较小,材料利用率得到了提高,验证了该改进工艺的可行性和优越性.     

变形镁合金板成形工艺研究现状

综述了影响镁合金板成形性能的主要因素、先进成形工艺及有限元技术在镁合金板成形中的应用现状,指出开展变形镁合金板成形性能的实验研究,建立其数学模型,并结合塑性有限元技术开展对镁合金板成形工艺的数值模拟分析及优化,有利于变形镁合金的推广应用.     

铸轧镁合金薄带组织演变实验研究与模拟

以镁合金薄带双辊铸轧新技术为背景,开展了铸轧成形过程中组织性能的模拟研究。镁合金薄带双辊铸轧是以液态镁合金为原料,用两个反向转动的水冷铸辊为结晶器,直接制备1.5~3.0 mm镁合金薄带的短流程新工艺。对双辊铸轧轻合金薄带的凝固组织演化过程进行数值模拟,用以优化和指导制备技术,具有重要的理论意义和应用前景。项目研究组通过对双辊铸轧过程动态凝固成形的有限元数值模拟研究、镁合金薄带铸轧实验研究以及后续加工过程中的组织演变规律研究,得到了主要工艺参数对铸轧工艺稳定性及组织性能的影响规律。     

工艺参数对AZ31B镁合金单点渐进翻边精度的影响

目的 以AZ31B镁合金板为研究对象,研究初始成形角、工具直径、成形温度及层间距对单点渐进圆孔翻边精度的影响规律。方法 使用有限元软件对2 mm厚的镁合金板材进行数值模拟,通过计算翻边直壁处的平均回弹量,得出不同工艺参数对单点渐进圆孔翻边直壁轮廓的影响规律。通过正交实验分析了交互作用下工艺参数对圆孔翻边直壁处平均回弹量的影响,通过极差分析确定了最优工艺参数组合,并通过实验对所得结果进行了验证。结果 随着初始成形角的增大、工具直径的增大、成形温度的升高及层间距的减小,圆孔翻边制件直壁处的成形精度提高,各因素按影响程度由大到小的顺序依次为:成形温度、初始成形角、工具直径和层间距。成形精度最高的工艺参数组合如下:初始成形角为30°、工具直径为10 mm、成形温度为275 ℃、层间距为0.5 mm。结论 采用仿真模型模拟单点渐进圆孔翻边过程具有较高的准确性,使用优化后的工艺参数得到翻边零件直壁区域的最小厚度以及平均回弹量与仿真结果误差均在3%以内,升高温度可以明显提高单点渐进圆孔翻边的制件精度。     

机匣体毛坯等温挤压工艺的研究

主要研究了机匣体毛坯等温挤压工艺的设计方法.在分析机匣体产品特征的基础上,以De-form-3D数值模拟软件为基础,分析了机匣体等温挤压过程的变形规律.以数值模拟结果为参考对象,详细地阐述了机匣体的工艺制定方法与工艺流程设计,为其他采用难成形材料的同类型零件等温挤压工艺设计提供参考.     

复杂连接块成形工艺有限元分析及模具设计

目的采用理论分析、计算机有限元分析和物理实验的方法对某复杂连接块温挤压成形技术进行研究,根据有限元分析结果设计出模具并成形该零件。方法通过调节不同的参数,对该零件的成形进行数值模拟。结果有限元分析结果表明,该零件在成形过程中等效应力应变分布不均匀,两端凸台位置较难充填。结论根据以上分析结果,在设计模具和实验的时候,提高成形温度及成形速率,优化润滑条件,降低了成形载荷,并在实验室现有的1000 t液压机上进行了物理实验。实验结果与数值模拟结果相吻合,为该零件的批量化生产提供了指导。     

2 m级大尺寸高温合金机匣精密成形工艺研究

目的 为满足某型号燃气轮机用2 m级大尺寸高温合金机匣整体精密成形的要求,在保证组织与性能均匀性的同时,进一步提高材料利用率.方法 通过数值模拟优化环件精密成形工艺,对制坯及环轧过程的热力参数进行分析,并将其与组织性能结果进行对比.结果 通过胎膜制坯+异形环轧成形大尺寸高温合金环锻件,锻件成形完整,热力参数分布均匀,显...     

AZ21B镁合金塑性成形工艺探究

针对镁是密排六方结构,室温下塑性差,很难进行塑性成形,及塑性成形工艺中加热效率、生产效率等问题,通过对镁合金材料性能、模具结构、加工条件等进行研究并做实验分析,探究其加热成形工艺（以AZ21B镁合金成形电池壳为载体）,进而获得较理想的塑性成形工艺方案及其模具。该工艺的主要创新在于设计并应用了一种镁合金加热送料通道,在保...     

镁合金扇形件挤压成形数值模拟

以刚塑性有限元分析为基础,对镁合金扇形零件的挤压成形工艺进行了模拟分析,制定出扇形零件的成形工艺,即镦挤-反挤压复合成形工艺.镦挤制坯工艺优化坯料结构,反挤压工艺成形零件.根据数值模拟的工艺参数进行试验研究,成形出符合要求的零件.     

镁合金异形件等温精密成形预制坯优化设计

基于有限元理论,对镁合金箱盖预制坯形状进行了多目标优化设计。采用DEFORM3D有限元软件,对镁合金瞄具座箱盖的成形过程进行了数值模拟。模拟结果表明,金属流动相对较均匀,未发现充不满等缺陷。工艺实验表明,数值模拟结果可用于实际生产。     

镁合金双通道转角挤压有限元分析

基于有限元分析软件建立了双通道转角挤压模型,对AZ91镁合金挤压变形过程进行了模拟,并对挤压变形过程、等效应变、挤压力等模拟结果进行了分析。模拟结果表明:双通道转角挤压所需要的挤压力要大于传统的等通道转角挤压,通道夹角越大,挤压所需要的挤压力越小;双通道转角挤压获得的总的应变更大。     

AZ31 镁合金压痕-压平复合形变数值模拟

目的研究AZ31镁合金压痕-压平复合形变过程中工艺参数对形变区温度场、应力场、应变场、塑性变形力的影响规律。方法采用有限元模拟软件,对复合形变过程进行数值模拟研究,获得不同工艺参数条件下,温度场、应力场、应变场、塑性变形力的变化规律。结果在压痕形变过程中,随着形变温度的增大,形变区温度场的最高温度随之增大,最大塑性变形力的随之减小。在压痕形变过程中,随着模具温度的增大,形变区温度场的最高温度随之增大,最大塑性变形力随之减小。结论实验结果与数值模拟结果相吻合,说明数值模拟过程中的几何模型及相关参数设定是合理的。     

镁合金挤压铸造凝固过程数值模拟

利用有限元法对镁合金挤压铸造凝固过程进行数值模拟,分析了铸件的凝固收缩和凝固时间,预测铸件可能发生缺陷的位置,对比挤压压力对铸件缺陷的影响。 结果发现,与重力铸造相比,挤压铸造的凝固收缩小,铸件在挤压铸造的压力作用下可缩短凝固时间;缺陷模拟结果与实验相符,加大挤压铸造压力有助于减少缺陷的产生。     

Numerical and experimental analysis of wrinkling during the cup drawing of an AA5042 aluminium alloy

The recent trend to reduce the thickness of metallic sheets used in forming processes strongly increases the likelihood of the occurrence of wrinkling. Thus, in order to obtain defect-free components, the prediction of this kind of defect becomes extremely important in the tool design and selection of process parameters. In this study, the sheet metal forming process proposed as a benchmark in the Numisheet 2014 conference is selected to analyse the influence of the tool geometry on wrinkling behaviour, as well as the reliability of the developed numerical model. The side-wall wrinkling during the deep drawing process of a cylindrical cup in AA5042 aluminium alloy is investigated through finite element simulation and experimental measurements. The material plastic anisotropy is modelled with an advanced yield criterion beyond the isotropic (von Mises) material behaviour. The results show that the shape of the wrinkles predicted by the numerical model is strongly affected by the finite element mesh used in the blank discretization. The accurate modelling of the plastic anisotropy of the aluminium alloy yields numerical results that are in good agreement with the experiments, particularly the shape and location of the wrinkles. The predicted punch force evolution is strongly influenced by the friction coefficient used in the model. Moreover, the two punch geometries provide drawn cups with different wrinkle waves, mainly differing in amplitude.     

基于数值模拟缸体浇注系统的设计与优化

针对镁合金发动机缸体的结构特点设计了浇注系统,并用铸造分析软件对其充型和凝固过程进行了模拟。通过观察分析模拟结果,预测了充型时间、凝固时间以及铸件中可能存在的缩孔缩松缺陷的分布与尺寸,并设计了优化浇注系统。     

镁合金双层板超塑成形/扩散连接工艺及模拟

为提高镁合金双层板结构超塑成形/扩散连接的成形质量,运用MSC.MARC有限元分析软件,对镁合金双层板结构波纹件超塑成形/扩散连接(SPF/DB)成形过程进行了三维数值模拟.在粘塑性有限元法的基础上采用罚函数方法,模拟得到波纹件在不同成形阶段的成形规律以及壁厚分布规律,并对波纹件在成形过程中潜在危险区域进行了预测,同时...     

三维自由弯曲技术及变形区长度优化数值模拟研究

目的 开展自由弯曲变形区长度优化研究,获得外径为15 mm、壁厚为2 mm的6061-T6铝合金管材的最优A值。方法 从三维自由弯曲成形技术的基本原理及控制程序入手,基于有限元分析方法,利用ABAQUS仿真软件对管材三维自由弯曲成形过程进行数值模拟,研究成形过程中管材弯曲变形区的受力过程变化,分析变形区长度(A)对弯曲成形结果的影响规律。基于最优的变形区长度,对制冷系统管路中的6061-T6铝合金复杂空间弯曲构件进行仿真模拟及实际成形试验。结果 试验成形构件尺寸与模拟成形构件尺寸相近且均接近设计尺寸,试验成形构件最大壁厚减薄率不超过9%,最大截面畸变率不超过5%,具有较好的成形质量。结论 目标构件的有限元模拟及成形试验验证了变形区长度优化结果的准确性。     

铝合金薄板冲压成形过程中的侧壁起皱及有限元模拟

针对铝合金薄板的侧壁起皱问题,本文通过有限元软件分析工艺参数对成形质量的影响,提出了一种基于数值模拟与智能算法相结合的优化方法。首先,利用最优拉丁超立方抽样进行实验设计,并依据数值模拟获取实验值;其次,基于BP神经网络拟合工艺参数与成形质量之间的关系,预测结果的平均相对误差为2.69%,建立了准确的预测模型;最后,用遗传算法极值寻优获取了一组最优的工艺参数组合,起皱幅值的预测值和仿真值相对误差仅为4.03%,实验结果与仿真分析结果相近,验证了该优化方法的合理性和有效性。研究表明:以料厚、摩擦系数和压边力作为优化变量,以最大起皱幅值最小化为优化目标,建立几何模型,并利用有限元软件Autoform进行仿真分析;依据起皱轮廓线径向位移的实验和数值模拟对比,验证了有限元模型的正确性,表明利用神经网络和遗传算法极值寻优可以有效解决铝合金侧壁起皱缺陷。     

某复杂蒙皮拉形中起皱缺陷的消除

目的对某复杂飞机蒙皮零件在拉形工艺过程中的起皱行为进行研究,以得到消除起皱缺陷的方法。方法分析了该蒙皮零件的型面特点,指出了拉形过程中出现起皱的原因。设计了3种改进的拉形方案,采用有限元仿真的方法对这3种方案进行模拟评估,确定了对起皱缺陷改善最为明显的一种,基于设备与工装的限制对该方案进行了调整,作为改善拉形质量的最终方案,并再次进行了有限元仿真验证。结果根据改进方案,在拉形工艺设计软件上生成拉形设备的数控代码,进行了生产性验证,与有限元仿真结果符合的很好,基本消除了起皱缺陷,提高了零件的成形质量。结论通过对拉形工艺中工装模具的优化设计,可以减少或避免起皱缺陷的出现。