工艺参数对薄壁铜管游动芯头振动拉拔过程拉拔力影响分析

在金属塑性成形中加入振动,可以有效降低材料变形抗力并提高产品质量。以薄壁铜管游动芯头拉拔为研究对象,分析了振动对铜管拉拔过程中拉拔力的影响,并通过有限元分析软件MARC,对不同的工艺参数(拉拔速度、外模模角和芯头锥角)进行数值模拟。研究结果表明:针对本模型,存在一个最佳外模半锥角和芯头锥角组合(外模半锥角α为12°,芯头锥角β为9°),使得薄壁铜管游动芯头振动拉拔过程中的拉拔力最小,而拉拔速度对拉拔力的影响较小。     

薄壁铜管游动芯头拉拔过程拉拔力影响因素分析

为准确把握薄壁铜管游动芯头拉拔过程的拉拔力,该文应用非线性有限元分析软件ABAQUS建立了薄壁铜管游动芯头拉拔过程的弹塑性有限元模型,分析了内外模具锥角、游动芯头定径段长度、延伸率、摩擦因素以及拉拔速度等工艺参数对薄壁铜管拉拔过程中拉拔力的影响规律。研究表明,芯头或外模的锥角存在一个最佳组合范围,芯头定径段长度和拉拔速度对拉拔力的影响作用非常小,延伸率和摩擦系数的增加将引起拉拔力的明显增加。研究结果为实际生产中的工艺改进提供了科学依据。     

铜管游动芯头拉拔模具角度优化的有限元模拟

采用二维轴对称弹塑性有限元法对比分析了不同外模模角和游动芯头锥角的配合对拉拔铜管的影响。模拟结果表明,最优外模模角和芯头锥角配合与拉拔应力、摩擦力和芯头稳定位置等因素有关,外模模角、芯头锥角以及两者之间的角度差过大或过小都对铜管的质量不利,这对于精密铜管游动芯头拉拔模具角度的选择,有着一定的参考价值。     

游动芯头拉拔工艺参数对模具磨损影响模拟

在二维轴对称弹塑性有限元中加入Archard磨损模型,并采用正交试验对摩擦系数、铜管坯料厚度和拉拔速度工艺参数进行分析.同时,分别对芯头、外模与铜管间的摩擦系数进行对比分析.结果显示,对模具磨损重要性依次为:摩擦系数、铜管坯料厚度和拉拔速度,铜管与外模间的摩擦系数升高,外模磨损越为严重,而铜管与芯头的摩擦系数提高则减缓...     

BFe10-1-1铜管扩径拉拔形变分析及其力能预测

为研究实际生产中大口径铜管的扩径拉拔工艺,基于等比例缩小原则,通过理论解析、有限元仿真和实验验证3种途径对BFe10-1-1铜管扩径拉拔的形变规律及扩径力进行研究,探讨了关键工艺参数对扩径过程的影响规律.结果表明:扩径力随扩径系数、管材壁厚和摩擦系数的增大而增大,随模芯半锥角的增大先减小后增大,在模芯半锥角为12°左右...     

拉拔铍铜管材残余应力的有限元分析

借助大型非线性有限元软件,应用二维轴对称弹塑性有限元法对拉拔铍铜管的残余应力进行了分析。结果表明,在变形量相同的条件下,拉拔工艺不同,残余应力场有所不相同。空拉拔铍铜管材的外表面为很高的拉应力,内表面为很高的压应力;相对而言,固定短芯头拉拔管材的内外表面残余应力值相差较小且分布较均匀。外模半锥角对固定短芯头拔管材的轴向残余应力具有显著的影响;当半锥角为12°时,拉拔后管材的轴向残余应力值较小且分布均匀。     

游动芯头表面磨损研究

在拉拔过程中,游动芯头表面出现环状痕、竖道这两个主要形式,甚至还有粘铜等现象。当以上磨损出现时,会对铜管表面质量和拉拔过程的稳定性造成影响。导致这种磨损形式的产生的原因主要包括坯料质量问题、模具加工制造、外模和游动芯头的配模、模具与铜管之间的摩擦系数等四大因素。     

薄壁铜管固定芯头振动拉拔过程中的摩擦分析

在拉拔过程中引入振动时,由于塑性成形中的"表面效应",可以减小拉拔成形过程中的摩擦力。基于有限元软件Marc,采用修正的滑动库仑摩擦模型,建立了薄壁铜管固定芯头振动拉拔模型,并对振动拉拔过程的摩擦与拉拔速度对摩擦的影响进行了数值模拟。结果表明:在薄壁铜管固定芯头拉拔过程中添加纵向振动可以减少铜管内外表面平均摩擦力,且幅值越大,频率越高,铜管内外表面平均摩擦力越小;拉拔速度为0~20 mm·s~(-1)时,随着拉拔速度增大,铜管内外表面平均摩擦力递增且上升趋势明显,拉拔速度大于20 mm·s~(-1)时,拉拔速度增大,铜管内外表面平均摩擦力增大,但增大的幅度小。     

声波钻机液压振动头的液压系统设计及仿真分析

液压振动头是声波钻机的核心部件,其液压系统性能的优劣直接影响着声波钻进技术。对液压振动头进行了结构设计及液压系统设计,并建立了液压系统AMESim模型,通过仿真分析寻找液压振动头的振动频率对液压系统性能的影响。仿真结果表明:液压振动头的振动频率f越大,振幅H越小,振动活塞的位移响应近似于正弦曲线,振动活塞的速度、加速度随之增加,振动活塞的激振力F显著增加。     

薄壁铜管固定芯头拉拔和游动芯头拉拔的对比分析

为提高薄壁铜管拉拔后的成形质量,探讨不同拉拔工艺对薄壁铜管成形性能的影响,利用有限元软件MARC分别对两种拉拔成形工艺建立有限元模型,对比分析薄壁铜管固定芯头拉拔和游动芯头拉拔对拉拔力、铜管拉拔后等效应力、应变和残余应力的影响。结果表明:在相同工艺参数下,与固定芯头拉拔相比,游动芯头拉拔所需拉拔力明显更小,等效应力也相对更小,等效应变相等,残余应力在轴向和周向更小,且分布更均匀,在径向都趋近于0。在不考虑其他因素下,游动芯头拉拔更有助于提高薄壁铜管的产品质量。     

铜管游动芯头拉拔道次优化的弹塑性有限元模拟

借助大型非线性有限元软件Marc，应用二维轴对称弹塑性有限元法模拟铜管多道次拉拔过程，对比分析铜管游动芯头5道次拉拔和4道次拉拔对铜管力学性能和质量的影响。模拟结果表明，为了得到同样规格的铜管，优化拉拔道次可改善铜管拉拔中的不均匀变形、降低成品铜管中的残余应力，同时提高铜管质量，从而提高生产效率，增加生产效益，这对于铜管游动芯头多道次拉拔配模的选择有着一定的参考价值。     

拉拔工艺参数对微型直齿沟槽铜管成形的影响

利用高速充液旋压技术加工出直径为6mm的沟槽管;然后,采用多级拉拔成形方法加工出直径为3～6mm的微型直齿沟槽铜管。在分析其加工成形机理的基础上,重点研究拉拔工艺参数对沟槽管成形的影响规律。结果表明：在微型直齿沟槽铜管成形过程中,随着拉拔成形直径的缩小,壁厚增加,槽深和槽宽均减小;同时,壁厚随着拉拔模具角的增加而减小,而槽深和槽宽随着拉拔模具角的增加而增加;随着拉拔级次压缩率的增大,拉拔力增大,过大的拉拔级次压缩率会导致微型直齿沟槽铜管拉拔成形轴向沟槽产生断裂。随着拉拔模具角的增大,拉拔力先减小后增大,并且存在一个最小值区域。当拉拔模具角α=16°时,拉拔力最小,此为最佳拉拔模具角。     

低频振动辅助6061铝合金拉伸变形行为

为获得低频振动下6061铝合金的拉伸变形行为,采用ABAQUS有限元模拟分析和实验验证相结合的方法,对常规拉伸和低频振动辅助拉伸进行分析,用电子万能试验机对铝合金板材进行常规拉伸和不同方案的低频振动辅助拉伸实验。通过对比常规拉伸、间歇振动拉伸和全程振动拉伸3种拉伸方式,得到低频振动对拉伸过程中平均拉伸载荷和材料伸长率的影响,获得激振力和振动能量对拉伸载荷及材料伸长率的影响。结果表明,随着振幅或频率的提高,最大平均流动应力下降明显;一定范围内的激振力和振动能量,使拉伸平均载荷下降,提高了材料的塑性,增加了材料的伸长率。     

低频振动作用下45钢压缩力学行为分析

利用低频振动拉/压试验机,将激振频率、激振力作为主要影响参数,对45钢进行了低频振动作用下的压缩试验,主要对试验钢的强度变化进行了研究。结果表明:试验钢在拉伸过程中,添加低频振动后,与超声振动作用类似,也表现出金属振动塑性成形的"体积效应",即平均应力减小,屈服强度和抗拉强度均降低;随激振力增大,试验钢在拉伸中的平均载荷减小;随激振频率减小,试验钢拉伸时的平均载荷呈外凸曲线变化,在185 Hz时平均载荷达到最大值。     

游动芯头拉拔模具受力和温度分布的数值模拟

本文采用非线性有限元软件对铜管游动芯头拉拔工艺进行了数值模拟和分析研究,得出了铜管与模具接触面的法向力和摩擦力的分布规律;拉拔过程中的温度分布;从而推断出游动芯头发生粘铜和局部崩裂的主要原因.     

低频振动辅助固溶态7075铝合金摩擦行为和拉深成形性能

采用电液式激振设备在固溶态7075铝板(7075-WT)摩擦实验和拉深成形过程中施加低频振动场，探究低频振动对7075-WT拉深成形中摩擦行为及拉深性能的影响。结果表明，低频振动场下减小振幅和增大振频均有助于改善犁沟效应，降低坯料和模具之间的摩擦力。低频振动辅助拉深成形中，振动场对材料的软化效应和减摩效应显著影响杯型件的厚度分布及拉深极限。其中，当振频为30 Hz时，与0.243 mm振幅相比，0.078 mm的小振幅使7075-WT杯型件厚度分布更加均匀，极限拉深深度提升153.46%。在0.125 mm振幅、20～30 Hz振频条件下，厚度均匀性和极限拉深深度随振频的提高而降低。     

管材拉拔模具定径区摩擦力的研究

比较精确地确定管材在拉拔时的拉拔力,对于制定合理的拉拔工艺,充分发挥拉拔机的能力,保证拉拔机在拉拔过程中安全可靠地运行均具有重要意义。研究了在空拉、固定芯头拉拔和游动芯头拉拔三种状况下拉拔模具定径区摩擦力对拉拔力的影响,并推导出合理的拉拔力计算公式。     

锥形模扩口成形力计算模型

基于对锥形模扩口变形区材料应力特点的分析,利用主应力法,综合考虑扩口变形过程中材料厚度变薄、材料真实应力-应变曲线规律的不同和附加弯曲作用这3个具有本质特征的重要影响因素,推导出一组锥形模扩口成形力计算的理论公式。进一步研究了附加弯曲作用对扩口成形力的影响,结果表明:锥形模半锥角决定着附加弯曲作用对扩口成形力的影响程度,当模具半锥角小于等于25°时,可以忽略附加弯曲作用的影响;当模具半锥角大于25°时,需要考虑附加弯曲作用的影响。进而,从锥形模半锥角和金属材料真实应力-应变曲线规律不同的角度,对所提出的理论公式的适用范围进行了分类。     

基于有限元模拟的双模拔制力优化研究

应用非线性有限元方法研究了工艺参数对钢管双模拔制力的影响.对钢管双模拔制过程进行了模拟,分析了钢管轴向应力的分布.通过正交试验法研究了前模锥角、后模锥角、过渡圆弧半径、前模孔径、拔制速度工艺参数对钢管拉拔的影响,得到了最佳拉拔参数.利用极差分析与方差分析对正交试验结果进行了分析,并应用模拟试验证明了正交试验的有效性和可行性.     

低频振动辅助齿轮成形的减摩机理研究

为研究低频振动辅助成形过程中被加工工件与模具间的外摩擦对材料成形的影响,通过理论分析,并利用Deform有限元软件对直齿圆柱齿轮进行常规和低频振动冷镦挤成形。结果表明:施加振动后,当凹模的运动方向与坯料的流动方向相同,且凹模的运动速度大于坯料的最大流动速度时,其成形载荷会明显下降,材料流动更均匀,齿形填充效果明显提高。分析其主要原因是在该时间段内摩擦矢量完全反向,坯料向着有利于成形的方向流动。另外,增大振幅或提高频率都会增加摩擦矢量完全反向的总时间,降载程度更明显。