摩擦圆辊直径与摩擦包角对板成形摩擦系数测量的影响

基于Duncan方法设计了一种板料成形摩擦系数测试装置,用以考察摩擦圆辊的直径和摩擦包角对摩擦系数计算的影响。正交试验分析表明:随着摩擦圆辊直径和摩擦包角的增大,由板料弯曲和包角边界造成的摩擦系数计算干扰效应将逐级减小,进而计算摩擦系数也逐步减小,并且最终趋向真实摩擦系数。基于最终试验分析结果,得出包角在90°,圆辊直径在30 mm左右时,测得的摩擦系数可以忽略弯曲效应和包角边界效应,能反映真实摩擦状态,可以用于后续的金属板料成形有限元模拟。     

一种板成形摩擦系数的测试装置

本试验装置是一种测量板成形中工具与工件之间摩擦系数的模拟装置,试验中测定了同一种钢板在同一种润滑条件采用不同的试验装置参数下的摩擦系数。考察测量装置的两个参数圆辊直径和包角(圆辊与试样接触部分对应的圆心角)的大小是否对测量摩擦系数存在影响．被测钢板是08AL,测试中改变装置的参数即改变装置中圆辊直径和包角的大小,结果表明测量出的摩擦系数与圆辊直径和包角大小有密切的关系。     

摩擦对大型等通道转角压最大挤压载荷的影响

采用Deform-3D有限元软件对大型等通道转角压(Equal channel angular pressing,ECAP)进行动态计算仿真模拟,并进行试验研究,重点考察变形体与模具间摩擦因数和模具水平通道扩口直径对挤压载荷的影响。模拟结果表明,剪切摩擦模型适合用于ECAP变形仿真模拟计算,摩擦因数对大型ECAP的最大挤压载荷具有很大影响,随着摩擦因数的增加,最大挤压载荷急剧增加;摩擦因数μ=0.6(近似于铝和钢干摩擦)时的挤压载荷是摩擦因数为0时挤压载荷的5.1倍;增加出口通道扩口端的直径,当μ<0.6时,对最大挤压载荷几乎没有影响,而当μ>0.6时,可以明显降低最大载荷值,但也不是出口通道扩口直径越大其对应的挤压载荷就越小。试验研究表明,大型ECAP必须想办法降低摩擦才能实现批量化生产,试验和仿真的最大挤压载荷吻合。     

滚动轴承接触问题的有限元分析

为了分析万能法轧制H型钢的过程中,轴承内部摩擦力对滚动体接触反力的影响,利用有限元的方法建立了轴承座受力的二维有限元分析模型。在轧制力峰值一定和摩擦因数变动的条件下,系统地模拟了轴承座的静力学特性分析。研究结果表明:接触反力随接触包角的增大而增大,在接触包角22.5°~56.25°的范围内,摩擦因数越小,接触反力的波动越大,波动的峰值出现在接触包角45°的区域内。该研究成果对于进一步研究轴承座的受力及其优化和判定轴承的寿命提供了理论上的依据。     

加强圈包角对罐车容器外压稳定性影响研究

LNG冷冻液化气体运输罐车外容器外壁通常会设加强圈来保证容器外压稳定性,加强圈包角大小必然会对外压稳定性产生影响。采用有限元屈曲分析方法,针对LNG低温液体运输罐车外容器,分析了加强圈包角变化对外压容器稳定性的影响规律。结果表明:当包角大于150°时,随着加强圈包角增大,压力容器失稳压力明显增加。     

发动机连杆衬套微动特性分析

针对某型发动机连杆衬套和连杆小头过盈配合引起的微动现象,应用有限元对连杆小头组件爆压时刻的接触过程进行仿真分析;选取过盈量和摩擦因数为试验因子建立正交模拟试验方案,得到过盈量和摩擦因数对连杆衬套微动特性影响规律。结果表明,随过盈量的增大,连杆衬套接触压力增大,摩擦应力减小;随摩擦因数的增大,连杆衬套接触压力先增大后减小,摩擦应力增大;连杆衬套和连杆小头接触面间摩擦因数对连杆衬套微动特性影响显著。     

三点弯拱形试样测量蠕变参数的理论分析

基于三点弯试验方法,推导拱形试样蠕变性能参数的解析解,实现与传统单轴蠕变试验之间的等效转换,采用有限元方法模拟P91在600℃下的三点弯蠕变试验,根据模拟结果求得材料的蠕变参数,验证理论推导得到的蠕变性能参数的解析解的可用性和精度,并且分析压头直径、试样尺寸、摩擦因数、偏载对计算结果的影响,其中尺寸偏差、偏载对结果影响较为显著。     

接触分析在鼓式制动器设计中的应用

采用有限元分析软件ANSYS对鼓式制动器摩擦衬片与制动鼓之间的接触应力进行了有限元仿真.在模拟制动蹄压紧制动鼓过程中采用以实际促进力加载方式,得到了接触应力场及效能因数等有用信息.分析了摩擦衬片初始角变化对接触压力及效能因数的影响.表明随着初始角减小,最大接触压力及两蹄的效能因数增加,蹄靠近支撑销端衬片较原结构更为充分地参与了接触.     

多目标质量的覆盖件成形工艺参数优化

覆盖件冲压是复杂的塑性变形过程,成形工艺参数较多,难以精确地建立工艺参数与成形质量之间的关系。选取优化合理的工艺参数匹配是保证无破裂、无起皱和板料厚度均匀分布等成形质量的关键。通过将压边力、拉深筋高度、凸筋圆角半径、凹筋圆角半径、摩擦因数作为自变量的条件下,以正交试验为设计方案,模拟轮包覆盖件成形,获得成形质量目标破裂、起皱、厚度最大变薄率的数据。通过层次分析法计算多质量目标的权重,利用灰色系统理论,分别计算成形质量对理想单目标值的关联系数和多目标函数的关联度,进一步计算获得各成形工艺参数的平均关联度,用优化的工艺参数进行有限元模拟验证,最终指导设计、试模,板料冲压结果表明成形的质量明显提高。     

汽车横梁拉深成形的有限元分析

建立了汽车横梁拉深的有限元三维模型,对其拉深成形过程进行了数值模拟,并与实验结果对比分析,说明数值模拟方法的可行性。在此基础上讨论了摩擦润滑条件、压边力和凸模的虚拟冲压速度对板料拉深过程的影响。通过有限元模拟分析方法得到最佳压边力数值,然后通过综合分析数值模拟结果和拉深实验结果确定了实际拉深过程中的最佳压边力。结果表明,在实际拉深过程中要尽量减小模具和板料的摩擦;在模拟拉深成形时,当虚拟冲压速度大于一定值时,会使模拟结果严重失真,因此,汽车横梁拉深数值模拟时最大虚拟冲压速度不要大于2000mm／s。