曲率半径和壁厚对EFP成形性能的影响

就等壁厚球缺药形罩的曲率半径、壁厚对EFP成形性能的影响进行研究,利用有限元分析软件对曲率半径、壁厚对EFP成形的影响进行一系列数值模拟,根据模拟结果描绘出曲率半径和壁厚对EFP速度和长径比的影响程度曲线,为进行EFP优化设计提供了参考依据.     

变壁厚球缺型EFP战斗部结构优化设计

为研究聚能装药结构参数对爆炸成型弹丸性能的影响,利用LS-DYNA软件对EFP的成型过程进行三维数值模拟,用正交优化法分析药型罩壁厚、曲率半径、罩口罩顶壁厚比、壳体厚度对EFP成型的影响规律。结果表明:药型罩壁厚是影响EFP速度的主要因素;并得知口径为40mm变壁厚球缺型EFP,当药型罩顶壁厚为2.1mm、曲率半径为30mm、罩口罩顶壁厚比为0.4、壳体厚度为2mm时,EFP具有高的初速、流线外形、高密实度、大长径比。     

药型罩厚度和炸药性能参数对爆炸成型弹丸的影响

利用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件,对在同一曲率半径、同一装药长径比条件下不同壁厚的药型罩、不同性能炸药对EFP成型的影响进行了数值模拟,得到成型过程图形及速度曲线;并对比分析,得出了药型罩顶部厚度、炸药种类对EFP成型的影响规律,这为爆炸成型弹丸的研究和设计提供了一定的依据.     

双面槽药型罩参数对MEFP成型影响的数值模拟

在整体式药型罩内外面预制沟槽将药型罩划分为三部分,设计一种新型MEFP战斗部。应用LS-DYNA软件对其成型过程进行数值模拟,研究刻槽参数对成型的影响,得到刻槽深度及药型罩曲率半径比与子EFP长径比的关系曲线。结果表明,刻槽深度与曲率半径比对MEFP的成型有较明显的影响。刻槽深度在1/7H～1/5H之间、曲率半径比在1.25～1.5之间时,双面刻槽药型罩MEFP形成的子EFP长径比在3～5之间,成型较为理想。     

锅炉弯管缠绕式冷弯成形工艺及其回弹的数值模拟

建立了锅炉弯管缠绕式冷弯成形的有限元数值模拟模型,对管子绕弯成形工艺的预压变形补偿、缠绕弯曲成形和释放模具后的回弹三个阶段进行了系列全面的模拟计算.分析得到了管子弯曲后的应力及塑性应变分布特点,管子弯曲椭圆度和减薄率随着顶镦力和预压量等不同弯制参数的变化规律,管子壁厚对弯曲成形质量的影响,管子弯曲成形的回弹特性等.研究表明:弯曲应力主要集中在弯曲起弯段;对于一定的管子规格存在顶镦力的一个最优值,使得管子的弯曲质量最为理想;相对壁厚大的管子弯曲质量较好;管子回弹角约为0.05rad,相对壁厚对其无明显影响.     

基于方形压头的船体外板分段成形设计研究

以船体曲面外板三维曲面件为研究对象,针对方形压头对大型板材数值模拟进行研究,将多点成形和分段成形法相结合,当板材尺寸大于模具大小时,对板材进行分区域成形,实现小模具对大型板材的分段成形。对比模具冲压的距离、重叠区的大小对分段成形回弹后曲率半径的影响,结果表明合理的冲压距离和重叠区的大小可以提高成形效率。分析板材分段冲压回弹后的曲率半径,计入回弹的影响,并通过神经网络进行回弹预测,计算模具回弹补偿量,使用回弹补偿后的模具再次冲压成形,对比板材最终成形的曲率半径和目标曲率半径,误差仅为6.3%,且曲面光顺,证明该方法的有效性,为大尺寸板材多压头分段快速成形提供理论基础。     

隔板结构参数对EFP成型的影响

为研究隔板在聚能装药结构中的应用问题,采用LS-DYNA仿真软件,以装药口径80 mm、药型罩曲率半径和厚度分别为80 mm和5 mm的聚能装药结构为例,针对隔板的结构参数(隔板直径d,隔板圆柱高度s和罩顶药高h)对EFP成型的影响进行了数值模拟研究,并且利用正交优化的设计方法计算了各因素对EFP速度和长径比的影响因子.通过数值模拟得出了不同因素对EFP成型过程中速度和长径比的影响,获得了EFP成型较好的隔板结构参数,其中隔板直径d为48 mm,隔板圆柱部高度s和罩顶药高h分别为15 mm和24 mm.正交优化结果表明,各因素对EFP头部速度影响的主次顺序为h,s,d,对长径比影响的主次顺序为d,h,s.     

十四面体闭孔多孔材料表征量特性研究

为了研究多孔材料微观结构对其性能的影响,利用闭孔粗棱十四面体模型进行了数值模拟.采用有限元法,对相对弹性模量、泊松比进行了数值计算.模拟结果表明:单胞壁厚是相对密度增量的次要影响因素,壁面连接曲率半径是主要影响因素,壁厚、壁面连接曲率半径可简化为相对密度的2个无关影响因素;高孔隙率多孔材料,表面张力拉向孔穴棱边的固体对...     

汽车前副车架内高压成形工艺研究

针对空间轴线薄壁零件存在的起皱、过度减薄和破裂等质量缺陷,以某汽车的前副车架为研究对象,采用数值模拟和成形试验相结合的方法,对副车架的内高压成形过程进行了研究。研究了弯曲过程中弯曲参数对弯曲成形减薄的影响,分析了轴向进给量、成形压力和加载路径对内高压成形质量的影响。基于有限元模拟得出的最佳参数,进行了弯曲、预成形和内高压成形实验,测量了弯曲圆角外侧和截面变化最大处的壁厚分布,并与模拟结果进行了比较。结果表明,弯曲成形时弯曲外侧容易出现过度减薄和破裂,可以通过优化弯曲参数改善。模拟结果和实验结果基本吻合,两者在典型截面处的壁厚分布整体变化趋势一致且两者壁厚最大差值为6%,表明该优化方案是可行的,可有效指导副车架的生产实践。     

超塑胀形件壁厚分布的数值分析

在有限元数值模拟的基础上对超塑胀形圆筒件壁厚分布进行了数值分析。为使了模拟结果更接近于实验,文中考虑了应变速率敏感、模具圆半径,等因素对壁厚的影响,同时比较了正反吹成形和普通凹模成形的零件壁厚分布状况,并对壁厚分布不均匀性及其控制技术进行探讨。     

球底筒形件主动径向加压充液拉深的数值模拟

基于低塑性、大高径比铝合金板材零件成形需求,提出了主动径向压力充液拉深新技术.通过数值模拟方法,对5A06铝合金球底筒形零件主动径向加压充液拉深成形过程进行了研究.采用基于LS-DY-NA3D内核的动态显示分析软件ETA/Dynaform5.5,根据成形工艺的特殊性,提出了液压载荷施加方法;依据球底零件变形时悬空区大小和曲率半径确定了合理的加载路径,并分析了主动径向压力和液室压力对零件成形过程和零件壁厚分布的影响,讨论了成形过程中出现的缺陷.研究结果表明,采用合理匹配的主动径向压力和液室压力加载路径,可有效地降低板料成形时的径向拉应力,抑制零件球底部的过度减薄,显著提高铝合金球底零件的拉深极限.     

球底简形件主动径向加压充液拉深的数值模拟

基于低塑性、大高径比铝合金板材零件成形需求,提出了主动径向压力充液拉深新技术.通过数值模拟方法,对5A06铝合金球底筒形零件主动径向加压充液拉深成形过程进行了研究.采用基于LS-DYNA3D内核的动态显示分析软件ETA/Dynaform5.5,根据成形工艺的特殊性,提出了液压载荷施加方法;依据球底零件变形时悬空区大小和曲率半径确定了合理的加载路径,并分析了主动径向压力和液室压力对零件成形过程和零件壁厚分布的影响,讨论了成形过程中出现的缺陷.研究结果表明,采用合理匹配的主动径向压力和液室压力加载路径,可有效地降低板料成形时的径向拉应力,抑制零件球底部的过度减薄,显著提高铝合金球底零件的拉深极限.     

四通管内高压成形的工艺优化和分析

基于Dynaform软件,建立四通管内高压成形的有限元模型。选取初始进给量、初始内压力、中间内压力作为设计变量,成形后管件的最小壁厚和最大壁厚为设计目标,基于Box-Behnken Design实验设计和响应曲面法,分别建立以管件的最小壁厚和最大壁厚为目标的响应面模型。通过数值模拟的方法研究了各个参数对成形管件的影响,并通过方差和回归分析,确定了模型的最优参数。将模型预测的因素值进行有限元数值模拟后得到的结果与模型得出的结果值的误差率小于1%,验证了模型的可靠性。结果表明,通过响应面法和数值模拟可以快速获得质量较好的四通管类零件成形工艺参数。     

AZ31镁合金心形件超塑气胀成形过程数值模拟

在超塑成形条件和超塑成形机理基础上,采用有限元分析软件MSC．MARC对AZ31镁合金薄板心形件,在不同成形温度和应变速率条件下的恒应变速率超塑气胀成形过程进行了数值模拟分析．设计20组模拟参数组合对胀形件的壁厚、危险区域进行分析,得出AZ31镁合金薄板心形件具有最佳成形质量时的温度值、应变速率值以及在此条件下的压力／时间关系（P—t曲线）．同时本文对心形件的胀形过程以及成形特点进行了分析,对AZ31镁合金薄板心形件在胀形过程中．可能出现的缺陷位置做了预测．     

球缺形药型罩形成EFP的数值模拟及其优化设计

利用ANSYS/LS-DYNA软件对球缺形药型罩形成EFP的过程进行数值模拟,着重分析药型罩厚度和装药的长径比L/D对EFP成型的影响.通过观察EFP成型过程图和分析EFP节点的速度曲线图,得到EFP的成型过程与理论分析相符合.在药型罩厚度增加时EFP的速度不断减小、头部越来越钝,随着装药的长径比L/D增大,EFP的速度也在增大,达到L/D=1.75后速度增长减慢.在装药半径为6.5cm的EFP战斗部中的最优设计参数为：药型罩厚度为0.4cm,装药的长径比L/D为1.5.     

控制厚度分布的变摩擦正反向超塑成形

为研究摩擦力在超塑成形中对工件厚度分布的影响规律,以正反向超塑成形侧壁厚度均匀的TC4深筒形件为背景,采用MARC有限元数值模拟分析了预成形模和终成形模的表面摩擦系数在正反向超塑成形时对成形件壁厚分布的影响.结果表明:合理地增大预成形模的表面摩擦力能显著增加预成形的局部减薄作用,对于提高零件最终壁厚分布均匀性有利.同时,终成形模摩擦力的减小,可以使板料趋于整体变形,壁厚分布趋于均匀.根据数值模拟结果进行了变摩擦正反向超塑成形试验,制得了厚度分布在1.50～1.78mm范围内的航天用TC4钛合金深筒形件,比普通正反向超塑成形件厚度分布(1.18～2.24mm)有了很大改善.     

EFP飞行速度衰减计算及仿真研究

为研究EFP飞行速度衰减规律,采用了数值模拟和理论计算相结合的方法对15组不同结构药型罩所形成EFP的速度衰减规律进行了研究.研究发现存在最优药型罩结构使EFP速度衰减率最低.理论公式计算得到的速度衰减率和数值模拟仿真结果相吻合,可以为EFP设计提供参考依据.     

环形件复合液压成形模拟研究

采用充液拉深筒形件再液压胀形的复合液压成形工艺成形环形件,利用DYNAFORM5.9软件对环形件复合液压成形过程进行模拟,探究不同工艺因素下预成形筒形件对环形件成形质量的影响,因素包括拉深比、最大液压、凸模圆角半径及中间退火。结果表明:随着拉深比增大,筒形件和环形件的最薄点壁厚逐渐减小;采用单拐点液压加载的筒形件充液拉深成形中最大液压愈大,得到的环形件壁厚减薄愈剧烈,最薄点壁厚愈小;随着凸模圆角半径的增加,筒形件圆角处壁厚增加,胀形后环形件最薄点壁厚减小;在复合液压成形的两工序间对筒形件进行中间退火,有利于后续加工,提高成形性能。     

一种新型网壳结构节点的试验研究与有限元分析

结合工程实际，提出了一种用于单层网壳结构的新型毂形节点，对这种节点进行了足尺试验研究，并用有限元软件ANSYS对这种节点的极限承载力进行了非线性有限元计算，并将二者结果进行比较．分析了节点直径和壁厚对节点受压承载力的影响．对具有不同壁厚和直径的节点进行了数值计算，提出了节点受压极限承载力的计算公式根据试验结果提出了改进节点受拉性能的措施，可供工程设计人员和研究人员参考．     

薄板多点成形时不同的工艺方式对起皱的影响

采用有限元数值模拟手段针对多点成形过程中产生的起皱现象以及消除皱纹的措施进行了探讨.对比了多点模具成形和多点压机成形两种不同工艺,分析了不同的成形工艺条件对起皱的影响.用显式动力学软件对0.1 mm与0.5 mm厚度的马鞍型曲面件进行了数值模拟,结果表明,在多点模具成形方式下,采用无压边成形,使用弹性垫,成形0.5 mm厚度的板料时,曲率半径为100 mm的成形件起皱剧烈;但在相同条件下,用多点压机成形工艺的成形件结果良好,甚至成形厚度为0.1 mm的板料也没有起皱.表明多点压机成形方式比多点模具成形方式成形效果好,缺陷少,并且有利于板材的流动,能够得到更大的变形量.