基于MSC.Marc的汽车大型检具底座数值仿真与结构改进

针对汽车大型检具底座笨重、易变形等问题,基于有限元分析软件MSC.Marc,分别对静置、起吊、运输状态下底座的变形和应力情况进行数值仿真,根据仿真结果,对底座结构和起吊方式进行改进,减轻了底座的重量,减小了底座的变形量,增强了底座的安全性。     

基于有限元分析的铝合金薄壁铸件变形研究

以轿车换挡器薄壁支架为研究对象,分析了出模温度对薄壁铸件变形的影响。通过有限元软件ABAQUS模拟软件仿真了支架在400、350和300℃三种不同出模温度下自然冷却的过程,分析了支架在这三种不同出模温度下应力分布及变形情况。通过分析可知,三种出模温度下应力主要集中在支架4条支撑腿和筋板处,而且变形量较大位置主要在支架四条支撑腿。随着出模温度降低,支架4条支撑腿位置应力峰值在降低,变形量不断减小。因此,合适出模温度对于减少薄壁铸件的变形是有益的。     

5A06铝合金中厚板的拉深变形行为

由于弯曲效应,中厚板拉深时厚度方向存在明显应力梯度,使其与薄板拉深变形有所不同。通过有限元数值模拟,研究中厚板拉深变形过程中不同阶段板材厚度方向的径向应力分布规律,揭示凹模圆角大小对中厚板拉深变形径向应力的影响规律。对厚度4.5 mm的5A06铝合金板材进行不同凹模圆角条件下内径为450 mm筒形件拉深实验研究。结果表明:中厚板拉深过程中最大径向应力位于直壁区与凹模圆角过渡处;且随凹模圆角的增大,最大径向应力值逐渐减小;破裂缺陷发生在凹模圆角与直壁区过渡处,且随凹模圆角增大,破裂延缓发生,极限拉深行程显著提高,凹模相对圆角为12时的极限深度比相对圆角4.5时的提高了83%。     

直齿轮冷精锻钢坯卸压孔直径对模具弹性变形的影响

针对直齿轮冷精锻成形过程中，模具因承受较大的成形载荷产生弹性变形，进而影响成形齿轮的成形精度等问题，基于径向分流法设计了不同卸压孔直径的钢坯，建立了坯料塑性成形与模具应力分析的有限元模型，研究了不同卸压孔直径对模具弹性变形的影响。根据模具型腔的弹性变形量，采用反补偿法修正了齿模齿廓曲线，并比较了修正前后锻件的变形量。结果表明：随着卸压孔直径的增大，模具弹性变形量先增大后减小，在卸压孔直径d₀=Φ20 mm时，模具的弹性变形量最小；模具不同高度的齿腔轮廓平面的弹性变形量变化形势一致，但增量幅度不同；上轮廓平面变形量最大且齿根到齿顶波动幅度大，峰值位于齿顶；齿模齿形修正后锻件的弹性变形量减小了28.6%。设计了3组不同d₀的坯料进行成形实验，实验结果与仿真结果基本吻合，通过减小模具弹性变形量可以提高锻齿的尺寸精度。     

波纹曲面冷压对7050铝合金带筋厚板残余应力的影响

通过淬火、冷压试验和有限元模拟,研究了波纹曲面结构对7050铝合金带筋厚板淬火、冷压后消减残余应力的影响规律,分析了变形量、波纹方向及波纹形状对冷压后残余应力消减效果的影响.结果表明,波纹曲面结构对淬火残余应力分布的影响不明显,冷压后残余应力得到了较大消减.随着变形量的增大,筋条及试样两侧棱位置的压应力区面积及应力值下...     

冷挤压模的有限元分析

针对冷挤压模早期断裂失效现象 ,应用有限元方法对结构的受力状况进行分析 ,分析结果表明凹模应力分布不均且应力值较大 ,后将凹模与模座间的公差改为过盈配合 ,改进后凹模所受最大应力降低了27.6 %,提高了模具使用寿命     

基于分流结构的变速箱齿轮冷锻工艺优化

齿轮冷锻成形过程中模具所受载荷大,模具寿命低。本文以某汽车变速箱齿轮冷锻为对象,研究分析了不同分流结构对模具载荷的影响。结果表明,对孔分流结构,锻件应力值分布均匀,最大应力值较小,而且孔分流结构的模具载荷值增速较慢,模具所承受的最大载荷值较小,分流效果最佳。     

基于有限元分析的精冲凸模的变形及其对成形质量的影响

采用DEFORM-2D有限元分析软件模拟了精冲过程中凸模的变形,研究了凸模材料、凸凹模间隙和凹模圆角等对精冲凸模应力、应变及成形件质量的影响.结果表明:采用弹性模量较大的凸模材料可以降低精冲过程中凸模的变形量,提高成形工件的质量;精冲间隙对模具的应力、应变和工件的成形质量有很大的影响;一定的凹模圆角可以降低凸模的应力,减小凸模的变形,对提高模具寿命和改善零件质量有着重要的作用.     

基于APDL的模架参数化建模与变形影响因素分析

以注射模的模架作为研究对象,将模架的4个尺寸设置为参数,用ANSYS中的APDL语言进行参数化建模,分析模架在不同结构及尺寸下的应力、变形,整个过程用命令流程序完成,只需修改参数值即可完成整个模型的修改,提高了分析效率。数据用MATLAB模拟出单个因素和模架变形量的关系曲线,并结合正交试验确定哪几个因素的组合对模架变形的影响最大,为模架的尺寸设计提供理论依据。     

挤压机前梁结构轻量化设计

本文以横移模座的挤压机前梁作为研究对象,利用有限元数值模拟方法进行结构拓扑优化,获得前梁结构的拓扑形式,以此获得合理的空心腹板式结构。通过有限元模拟分析验证,在能保证结构强度和刚度满足使用工况的前提下,前梁重量相比实心结构大幅下降,优化分析结果显示优化后挤压机前梁结构重量大幅下降30.46%,最大应力值增加1.91%,最大变形量增加10.90%,未超出铝挤压机的许可挠度,满足使用工况。该结构可通过钢板焊接或铸造加工手段获得,可有效节约金属材料,降低生产成本,为挤压机前梁轻量化设计提供了有效依据。     

直齿圆柱齿轮冷挤压变过盈量组合凹模设计方法

针对载重汽车用直齿圆柱齿轮冷挤压组合凹模破裂问题,应用有限元分析软件Deform-3D对均匀过盈量组合凹模进行了失效分析,基于均匀过盈量组合凹模失效的原因,提出变过盈量组合凹模的设计方法,通过改变中圈与内圈的接触,得到变过盈量的预紧结构,使预紧状态下模芯的最大切向压应力出现在模芯成形区齿根,以抵消工作状态下出现在该处的最大切向拉应力,改善了模具的应力分布。实际生产过程中模具使用情况良好,无破裂、掉块等情况。研究结果表明,变过盈量组合凹模的设计方法可以避免组合凹模的破裂,此方法为组合凹模的设计提供了较好的依据。     

辊道座强度有限元分析

攀钢钢卷运输链辊道座原结构在使用时发生了塑性变形。现对该结构进行了修改，需要确定结构在额定载荷下的应力和变形情况，以及结构不发生塑性变形的最大载荷。本叙述了应用MSC．Marc软件通过非线性有限元分析，解决这一问题的具体过程和结果。为设计提供了结构在额定载荷下的应力和变形结果以及结构的最大承载能力。     

薄壁叉形环轴向辗压成形塑性变形规律

研究了薄壁叉形环轴向辗压成形过程中等效应力、等效应变等变形场量与成形载荷的分布与演变规律。基于Deform-3D软件平台建立了薄壁叉形环轴向辗压成形的有限元仿真模型,提取了成形过程中的等效应力、等效应变等变形场量与成形载荷数据。结果表明,在薄壁叉形环轴向辗压成形过程中,随着变形量的增加,等效应力值与等效应变值逐渐增加,上筋与侧筋的等效应力值明显比下筋大,变形程度更高,锥模主要承受z向载荷,且随着变形量的增加逐渐增大,最大值为134 kN。通过揭示薄壁叉形环轴向辗压成形过程中的塑性变形规律,为实现薄壁叉形环轴向辗压成形提供了理论依据。     

鳍片型钢管拉拔外模的设计

介绍了鳍片型钢管冷拔的成形机理,并分析了无芯棒与有芯棒拔制时的变形力学图、附加应力的变化规律及其危害。通过对比,阐明了在同样条件下,有芯棒拔制时的变形均匀程度好、附加应力小、产品质量稳定, 故建议采用有芯棒拉拔方案。在此基础上,合理拟订拉拔道次及各次减径量,给出了组合式外模的结构形式及型孔尺寸。     

基于多场耦合仿真的时效态铝合金电磁翻孔成形

针对T6态2219铝合金壳体电磁翻孔成形,基于ANSYS/LS-DYNA建立了电磁场-结构场耦合模型,通过数值模拟分析了电磁翻孔过程中板材的变形规律,研究了放电电压、预制孔直径对不同成形区域的贴模间隙和减薄率的影响。结果表明：电磁翻孔过程中产生的材料径向应变有利于抑制孔壁减薄;随着放电电压的增大,孔壁贴模间隙显著减小,但凹模圆角处的贴模间隙以及材料最大减薄率增加;随着预制孔直径的增大,孔壁贴模间隙有所减小,凹模圆角处的贴模间隙以及材料最大减薄率小幅增加。通过试验验证了模拟结果,确定放电电压和预制孔直径分别为12.75 kV和Φ99 mm时,可以得到翻边高度不小于27 mm的Φ120 mm的法向翻孔。     

基于ANSYS的制粒机模孔参数分析及优化

环模作为制粒机的重要组成部件,影响制粒机的制粒效率和成型质量。本文针对目前市场上常见的环模模孔参数,应用ANSYS有限元分析软件进行数值模拟,利用正交试验研究了压缩比、模孔直径、模孔锥角以及模孔深度4种环模模孔参数在挤压过程中对模孔内壁等效应力的影响。确定了环模模孔的最佳参数,为环模结构优化提供了依据。     

基于数值模拟的汽车半轴热摆辗成形工艺研究

采用有限元分析软件Deform对汽车半轴热摆辗成形过程进行分析,重点研究了热辗压成形过程中等效应力分布及变化规律。研究结果表明:在成形过程中,工件最大变形程度出现在半轴的法兰区域,且在成形过程中逐渐向底部移动,最大等效应力从开始阶段的193 MPa增加到成形结束时的302 MPa;此外,摩擦系数从0.1增加到0.5时,最大等效应力从235 MPa增加到304 MPa。并通过实验验证了模具下模表面涂抹Mo S2或者机油润滑剂,可以有效减小工件变形程度。     

凸凹模受力模型与有限元分析

通过对板料成形时的受力分析,建立了凸凹模在拉深过程中的受力模型,完成了对凸凹模的有限元数值分析,得到了凸凹模的应力和变形分布情况。对板料进行强度、刚度校核,得到了随板料厚度的变化凸凹模孔口所受的压力、凸凹模的最大应力和位移的变化规律。可为模具结构的设计、模具材料的选择提供依据。     

基于响应面分析法的开式预弯机轻量化设计

针对一款公称力为22000 kN的开式液压预弯机,在生产前检测其机身结构设计是否满足变形与应力的要求,并且在此基础上降低安全系数以优化结构和进行轻量化设计,将其三维模型进行一定简化。在有限元分析软件ANSYS-Workbench中对预弯机进行静力学分析,确定最大变形量和应力集中分布的结构位置。将对预弯机最大应力影响较大的上横梁焊件和基座焊件的侧板及筋板等4个结构尺寸设为参数,以质量最小为优化目标,约束最大应力和最大变形以及结构尺寸,建立目标函数的优化数学模型。以响应面分析法对预弯机进行轻量化设计,通过中心复合设计产生49组实验数据,筛选和优化后结果显示预弯机质量减轻8330 kg,应力与变形满足设计和材料要求。     

直线电机驱动型工作台热态特性分析

以精密螺母磨床用直线电机驱动型工作台为研究对象,考虑滚动导轨摩擦和直线电机等热源对工作台上台面的影响,应用ANSYS有限元分析软件对上台面进行了热-力耦合分析.结果表明:机床磨削过程中,上台面达到稳态时的温升为3℃左右,最大变形值为35.2 μm,中间部位为其结构设计的薄弱环节;与静力分析比较,两者的最大变形值虽相差不大,但热分析时的整体变形量和等效应力值均大于静力分析结果,等效应力最大值增加了128％.研究结果为同类型结构的热态特性分析提供了参考.