阀螺钉冷挤压凸模断裂失效分析

针对阀螺钉冷挤压成形时出现的凸模断裂问题,通过对断口的宏观观察,发现有疲劳特征。运用Deform2D/3D对模具的模拟显示凸模台阶圆角过渡处应力集中,等效应力2 930 MPa,超过凸模材料抗弯强度(2 500 MPa),是模具在此部分发生脆性折断的重要原因。为避免凸模阶梯圆角处应力集中,采用组合凸模的设计方法。数值模拟显示,组合凸模在工作时无应力集中。根据改进后的凸模设计方案进行实验,对实验中出现的孔成形凸模硬度不足问题,确定了成形孔的凸模硬度应达到62 HRC,有效的解决了生产中凸模早期失效的问题。     

花键套冷挤压成形工艺方案分析

针对花键套在冷挤压成形内花键时出现的凸模断裂问题,建立内花键成形的有限元模型并进行数值模拟。模拟结果表明,凸模导向区与齿形区截面变化大,圆角过渡处容易产生应力集中,从而导致在过渡处发生断裂。提出去掉凸模导向区、在凹模内增加浮动芯轴作为导向的解决措施。并对改进的工艺方案进行数值模拟分析,凸模无应力集中现象,花键套无成形缺陷。工艺实验结果表明,采用改进的工艺方案可以有效避免凸模反挤压成形内花键的断裂问题,延长模具使用寿命。     

铝合金圆管拉伸外翻成形过程模拟研究

拉伸外翻可以克服轴压失稳、翻管件尺寸精度不理想等问题.本文采用Deform-2D商业软件对铝合金圆管拉伸外翻成形过程进行数值模拟,观察了成形过程中材料流动情况和等效应力的分布,分析了管坯相对厚度和凸模圆角半径对翻管工艺力的影响.结果表明:翻卷过程中金属材料以较大的速率从内孔内壁流向凸模圆角处,并在凸模圆角入口处速度达到最大值;外筒外壁处材料处于等效拉应力状态,而内孔内壁处材料等效应力基本为零;对于几何尺寸规格一定的管坯,存在一个最佳拉伸外翻凸模圆角半径,当设计的凸模圆角半径等于该最佳值时,翻管工艺力最小.     

基于DEFORM-3D的温挤压凸模失效分析与探讨

结合生产实际利用DEFORM-3D有限元模拟软件对某深盲孔壳体零件进行数值模拟,探讨了该零件温挤压加工中凸模应力应变分布规律,分析了温挤压凸模等效应力场、等效应力-凸模行程曲线、等效应变场、轴向压应力和拉应力、轴向应力-凸模行程曲线,并重点研究了应力应变对温挤压凸模早期失效的影响。凸模承受的压应力超过模具材料的抗压极限时凸模会发生镦粗现象;当凸模承受的拉应力超过其许用应力时,凸模就会产生破裂。应力集中主要在凸模柄端截面尺寸突然减小处,因此设计凸模时,柄端截面尺寸不能急剧减小,否则凸模容易在此处断裂而使模具失效。     

基于延性准则的DP800小圆角拉弯成形开裂判据

针对传统FLC无法准确预测超高强度双相钢薄板在较小凸模圆角下拉弯成形时的剪切开裂问题,采用基于延性准则的成形判据计算其应力-应变失效积分因子,结果表明,使用Brozzo和Oyane延性准则计算的失效积分因子在凸模圆角处超过失效单位值,与试验相符,说明Brozzo、Oyan延性准则能够实现小圆角半径下双相钢板材在拉弯成形中的开裂预测。     

新型复合SPD模具应力有限元分析及结构优化

采用商用有限元软件DEFORM-3D对复合SPD (大塑性变形)新工艺——等通道球形转角膨胀挤压(ECAEE-SC)变形过程及模具应力进行了数值模拟。通过变形过程与模具应力分析,综合考虑实际模具结构、模具工作条件等因素,对模具进行了失效分析。结果表明,竖直通道与球形转角过渡圆角处应力集中最显著,与实际上半凹模裂纹源位置一致;凸模头部应力集中及偏载导致未约束的尾部发生失稳,两者都与竖直通道内坯料受反向膨胀力而发生镦粗变形有关。另外,涂覆润滑剂产生的冷热循环热应力也是导致模具早期失效的一个原因。采用预应力组合凹模和凹槽过盈卡配凸模,可以有效解决模具早期失效的问题。     

薄壁扇形筋板反挤压成形应力转移法

对6063铝合金复杂腔体零件中薄壁扇形筋板反挤压成形过程进行了模拟分析,发现扇形筋板的两端过渡圆角处易产生应力集中,从而导致开裂.增大凸模圆角可以有效降低筋板内的拉应力峰值,并使拉应力均匀分布,但该方法不符合现阶段工艺要求.因此,基于筋板中部切口应力集中现象提出了一种应力转移法,通过该方法改变了筋板内拉应力的分布形态,...     

某汽轮机叶片锻模有限元优化分析

针对某汽轮机叶片锻模出现根部裂纹失效等问题,采用有限元数值模拟技术分析了锻模应力场、温度场分布状态及锻模底部圆角对锻模应力分布的影响。结果表明:叶片锻模最大等效应力值为2 680 MPa,应力集中在叶根底部圆角处;叶根底部圆角半径由R5 mm增大到R12 mm,模具应力集中效应得到缓解,但锻模温度场有所增加;通过改进锻造工艺操作,使得坯料贴合大头端能够有效降低模具应力。     

304不锈钢壳级进模变薄拉深工艺及数值模拟

根据经验公式和理论数据对某304不锈钢壳进行直径减小、壁厚变薄的变薄拉深级进模设计,并运用Deform-3D对连续变薄拉深成形过程进行数值模拟,揭示了成形过程等效应力和行程载荷曲线的分布规律。模拟与试验结果表明:成形过程中,坯料的最大应力集中在与凹模圆角和凹模工作带相接触的区域;随着凸模圆角减小,凸模圆角与直壁连接处应力增大,出现危险区域;为防止最后一道拉深过程中凸模容易磨损及产品被拉伤,应合理设计拉深系数、变薄量及凹模圆角;直径减小壁厚变薄拉深件的直壁壁厚均匀。     

基于数值模拟的叶片模锻模具应力分析

采用有限元数值技术结合叶片实际模锻成形过程,分析了锻模应力、温度分布及模锻过程中出现的锻件缺陷、应力集中等问题。结果表明:叶片锻件主要缺陷为折叠,出现在叶根与叶冠过渡圆角处;最大等效应力及应力集中出现在叶根底部圆角处,应力分布随着距该位置距离的增加而减小;较大的过渡圆角半径有利于消除或减少折叠缺陷,同时缓解模具应力集中;叶根底部圆角半径由5 mm增大到12 mm,能阻止裂纹的产生,延长锻模寿命;有限元模拟结果和实际结果较为吻合。