铸渗成形过程直接差分法数值模拟

本文介绍了一种表面复合材料铸渗技术的直接差分模拟方法。根据铸件凝固的模数法则建立简化的凝固模型,采用直接差分法（ＤＦＤＭ）对铸渗过程进行数值模拟。给出了各攻边界的温度计算式,实例的计算和实测结果基本吻合。本方法可用于铸渗工艺设计中的参考预选。     

板料成形数值模拟研究

介绍了板料成形动态显式有限元模拟的基本理论,讨论了成形模拟中接触摩擦算法,起皱、破裂的判断及回弹模拟等关键技术。最后,通过介绍NUMISHEET’99三组标准考题及主要模拟研究结果,讨论了有限元模拟技术在板料成形中的应用。     

矩形断面铜包铝复合材料的水平连铸直接复合成形

制备断面尺寸为50 mm×30 mm、铜包覆层厚度为3 mm的矩形断面铜包铝复合材料,研究结晶器长度、拉坯速度、芯管长度和一次冷却水流量对矩形断面铜包铝复合材料水平连铸直接复合成形过程的影响。结果表明:当连铸结晶器长度为150 mm、芯管长度为125 mm时,较为合理的拉坯速度范围为75~90 mm/min;当拉坯速度过慢时,铝液的填充不连续,导致芯部铝的收缩或冷隔等缺陷;当拉坯速度过快时,铜铝界面反应严重;当拉坯速度为75 mm/min时,合理的一次冷却水流量为700 L/h,一次冷却水流量大于1 000 L/h导致铝液填充不连续,一次冷却水流量小于400 L/h则导致铜铝界面反应加剧。通过检测芯管出口位置处的石墨内衬温度变化可有效监控铝液的填充行为以及连铸过程的稳定性。     

水平连铸直接复合成形铜包铝复合材料的组织与性能

研究了水平连铸直接复合成形铜包铝棒材的制备工艺和组织性能及退火处理对界面层塑性的影响。结果表明,采用水平连铸直接复合成形法在芯管长度L=210mm、铜铸造温度tCu=1230℃、铝铸造温度tAl=770～850℃、一次冷却水流量Q1=600L/h、二次冷却水流量Q2=600～800L/h、平均拉坯速度v=60～87mm/min的可行工艺窗口下能够制备出直径为30mm、铜包覆层厚度为3mm、质量良好的铜包铝复合棒材。在退火温度为530℃、保温时间为50min的工艺条件下,退火处理后可明显改善界面层的塑性。铜包铝复合棒材的抗拉强度和伸长率分别为80～94MPa和18%～31%。     

轮辋挤压成形数值模拟研究

采用MARC/superform软件对轮辋挤压成形进行了数值模拟,得到了变形过程的金属流动规律。在保证零件成形及能耗最小的前提下,获得了毛坯及模具锥角的最佳值。     

多向塑性成形数值模拟研究

金属在多向受力状态下产生的流动复杂多变,人工预测及一些简单解析法计算无法准确预测金属的实际流动规律.本文用MSC/superform软件对复杂形状零件分别进行了多向挤压成形数值模拟.通过模拟结果可以看出,体积成形过程中金属的流动主要与模具型腔的形状以及填充系数有很大的关系,适当的填充系数不仅方便装料,更能减小坯料与型腔内壁的摩擦从而减少变形抗力及变形不均匀现象.模拟分析了金属在多向挤压时的载荷-行程曲线和等效应变的分布,为后续模具的设计提供科学的依据.     

等离子熔积直接成形翼子板模具过程温度场数值模拟

利用有限元分析软件AYSYS,对汽车翼子板功能梯度材料模具的等离子熔积成形过程温度场进行了数值模拟.计算结果表明,温度场呈周期性变化,且随着成形件平均温度的升高,温度分布趋向均匀;在沟槽区域,梯度材料平均温度较均质材料高约11％;最后通过对温度场实测,验证了计算结果正确性.     

铜包铝双金属复合材料连铸充芯成形工艺研究

设计和制造了双金属充芯连铸一次成形设备，并通过一系列的试验确定了合理的工艺参数，试验证明：在下坩埚和水冷铜结晶器接触长度为20mm，二次冷却喷水口位置在结晶器下95mm处，铜液温度为1250～1320℃，铝液温度为700℃左右，拉速为16mm／min时，拉制出良好的铜包铝复合棒。     

机载雷达屏蔽器挤压成形数值模拟研究

机载雷达屏蔽器是某机载雷达电子系统关键零件,几何形状大而复杂,性能指标要求高、成形难度大.采用等温挤压工艺,成形温度为380℃.根据等温压缩实验所得变形镁合金应力-应变数据,应用刚塑性有限元法模拟变形镁合金等温挤压成形,探讨变形镁合金等温挤压成形过程中变形力及金属流动规律.根据模拟得到的应力场、应变场、速度场及加载变化等,预测变形时产生的缺陷.在试验生产中借鉴模拟结果,成功地挤压出镁合金零件,其力学性能,组织和尺寸精度均符合产品要求,为大型板片类零件成形技术奠定了坚实的理论和实践基础.     

铝板的成形极限数值模拟研究

通过系统地分析板料胀形成形机理,建立金属板料成形的有限元模型。分别设定不同类型和厚度的铝板及钣金尺寸,利用擅长在板料成形领域计算的LS-DYNA3D软件对板料胀形过程进行有限元模拟。并对不同型号,不同厚度铝板的成形极限图进行了分析,结合试验部分进行验证,确认3003铝合金板材的成形极限高于1060铝合金板材,且增加板厚可以提高材料的成型极限。     

板料液压成形的数值模拟研究

首先对板料液压成形技术相关知识进行了介绍,接着以阶梯圆筒形制件的液压拉伸数值模拟仿真为例,采用DYANFORM软件来说明应用数值模拟技术对板料液压成形过程进行有限元分析的具体步骤。最后,分析了板材液压成形数值模拟的特点并对板料液压成形数值模拟技术的发展趋势进行了展望。     

板料成形数值模拟软件的研究

研究了板料成形数值模拟软件的发展概况，比较了通用数值模拟软件和板料成形专用数值模拟软件的异同点，并结合作者开发和使用数值模拟软件的经验和体会，指出了开发和选用板料成形数值模拟软件的方法和原则，最后，阐述了板料成形数值模拟软件的发展方向。     

板料成形数值模拟软件的研究

研究了板料成形数值模拟软件的发展概况,比较了通用数值模拟软件和板料成表专用数值模拟软件的异同点,并结合作者开发和使用数值模拟软件的经验和体会,指出了开发和选用板料成表数值模拟软件的方法和原则,最后,阐述了板料成形数值模拟软件的发展方向。     

板料单点渐进成形数值模拟研究

板料单点渐进成形过程变形复杂、影响因素多,工艺参数选择是提高成形质量和成形效率的关键。对单点渐进成形过程进行数值模拟,分析了成形件的应力分布和厚度变化以及成形路径、进给量等工艺参数对成形过程的影响。结果表明:成形件最大应力和最大厚度减薄发生在底面附近;采用螺旋进给方式可有效提高成形质量和成形效率。实验结果显示,实验结果与数值模拟结果基本吻合。     

Cu/Al/C_f复合材料垂直充芯连铸温度场数值模拟

建立了Cu/Al/Cf充芯连铸设备几何模型。根据实际传热条件,确定了模型中各边界换热方式,计算获得了各边界换热系数。利用ProCAST软件对连铸温度场进行了数值模拟,对比模拟和实验结果可得,该模型温度场模拟结果具有较高的精度,对提高连铸坯质量具有重要的指导意义。     

板料成形数值模拟进展

在给出板料成形的典型成形过程、物理过程与力学模型的基础上，评述了板料成形数值模拟的发展历史和最新进展，包括成形过程与成形缺陷模拟发展，常用材料模型与壳体模型，接触摩擦处理及汽车覆盖件成形应用，文末指出了该领域的发展趋势。     

连铸坯凝固过程的数值模拟研究

研究了拉速和过热度相关工艺参数对铸坯温度场的影响规律,利用Fluent软件模拟石油套管用钢37Mn5铸坯的连铸凝固过程,分析了连铸坯凝固传热过程的温度场。讨论了不同过热度和拉坯速度条件下铸坯温度场的分布情况。总结了连铸圆坯凝固过程的传热特点,优化了工艺参数。结果表明,优化后的工艺参数可以指导生产实践。     

连铸方坯感应加热温度场数值模拟研究

运用有限元分析软件ANSYS建立了20Mn Si连铸方坯电磁-热耦合分析的有限元模型,在不同的加热参数下对20Mn Si连铸方坯加热过程的温度分布进行了模拟计算,获得了不同加热参数下连铸坯的温度场分布,分析了不同参数对加热效果的影响。最后,对模拟结果进行了验证,模拟结果与实测结果吻合良好。     

体积成形的数值模拟

综述了体积成形过程数值模拟的发展历史和研究进展 ,主要介绍了上限单元技术和有限元法的应用 ,并给出了有限元模拟的实例 ,最后分析了体积成形模拟的发展趋势