大型曲轴锻造成形过程数值模拟与工艺试验

曲轴的锻造工艺过程随着曲轴材料、形状和生产条件的不同而不同,利用QForm有限元模拟软件可以有效地对金属的流动规律进行模拟,并且发现其成形过程中的缺陷,为找到合理的成形工艺以及正确地设计模具和选择设备提供依据。     

锻造预成形工艺三维塑性有限元模拟

综术了目前锻造成工艺数值模拟的发展现状，对三维锻造过程数据模拟技术的软件系统实现提高了可靠的处理方法，并建立了通用三维刚塑性／刚粘塑性有限元数值模拟系统。     

卡盘成形工艺有限元模拟分析

详细介绍了利用Dynaform板料分析软件对卡盘成形工艺进行分析的过程，根据成形模拟结果及使用要求确定了它的合理成形工艺。     

锻造预成形工艺三维塑性有限元模拟

综述了目前锻造成形工艺数值模拟的发展现状，对三维锻造过程数值模拟技术的软件系统实现提高了可靠的处理方法，并建立了通用三维刚塑性／刚粘塑性有限元数值模拟系统。对圆饼类锻件的镦粗预成形工艺进行了过程模拟，首次模拟了连杆滚挤预成形工艺，分析了摩擦条件对成形过程的影响，对于模拟整个多工位锻造过程，实现合理的预成形工艺和模具设计具有重要意义。     

火车车轮成形工艺研究及有限元模拟

介绍了火车车轮的成形工艺。采用有限元模拟了车轮成形工艺的镦粗和预成形工步，得出变形过程中材料的流动规律、工件内部的应变场和温度场等信息。通过多次模拟镦粗压下量对预成形的影响，确定了最佳的镦粗压下量。这些信息为变形过程的控制提供了理论依据。     

曲轴模锻成形过程数值模拟

提出并制定了平面四拐小曲轴锻造成形工艺,针对曲轴模锻的成形过程,全程数值模拟研究了曲轴的弯曲、预锻、终锻工步,并给出了成形过程中需采用的工艺参数值。     

数值模拟在曲轴铸件工艺优化中的应用

本文利用微型计算机和数值模拟技术，模拟了６１０５柴油机曲轴的原始工艺及改进工艺后的凝固过程，预测出铸件中收缩缺陷位置与实际情况相吻合。按改进的工艺方案进行生产，使曲轴铸件缩孔、缩松废品率由原来的６％降到３％左右。     

三拐曲轴锻造工艺研究应用

采用120°角度尺等简单自制工辅具,实现了对曲拐空间相位角度和偏心量的控制,减少三拐曲轴工艺重量、降低材料成本,成功整体锻造了隔膜泵三拐曲轴,实现了自由锻无错移大偏心曲拐成形,降低了加工周期,外形尺寸及内部质量均符合技术要求。     

车后灯座成形工艺分析及有限元数值模拟优化

采用基于动力显示算法的板料成形非线性有限元分析软件Dynaform对某轿车后灯座的拉深成形过程进行了数值模拟仿真。主要研究了不同工艺补充面及不同坯料形状对零件冲压成形的影响，通过FLD图和成形结果对比，对工艺补充部分和坯料形状进行了调整，并得到了优化的拉深件型面及坯料尺寸，为同类相关零件的生产起到了指导作用。     

柴油机连杆锻造成形工艺的数值模拟

叙述了某军用柴油机连杆工艺优化设计的思路和方法,运用数值模拟技术进行工艺优化,预测锻造缺陷,实现了锻造工艺设计-校核-再设计-优化设计的全过程调整.     

气门变体积镦粗过程的有限元模拟技术

针对电镦成形工艺，提出了一种变体积镦粗的网格再划分算法，并就电镦有限元模拟技术中的网格畸变、节点优化及新旧网格场量传递等问题，提出了自己的见解。     

凸台轴冷镦工艺有限元模拟及分析

基于数值模拟的方法,分析了凸台轴的自由冷镦和开式冷镦两种加工方法.自由冷镦成形力较小,模具寿命较高,但材料耗费较大,不利于加工的成本化管理.开式冷镦,能有效节约原材料,虽成形力较大,但借助有限元分析软件DEFORM,选择适当的型腔高度,可控制成形力大小,同时又能保证凸台的加工精度.试验证明:数值仿真能有效模拟凸台的成形加工过程,对研究凸台型腔高度对成形力大小的影响有一定的理论参考价值.     

钛合金开坯锻造过程的有限元模拟

运用弹塑性有限元方法对钛合金开坯锻造过程进行三维热力耦合模拟,分析不同条件下各过程中温度、应力和应变的空间分布变化规律.模拟研究发现,道次变形量对开坯效果有着重要影响,变形量太小则会产生搓皮现象;连续锻造过程中两锤之间的重叠对应变分布及坯料质量有着重要影响,接缝处表面附近应变较大,而芯部应变较小,非接缝区域应变分布与之相反,应调整锻锤重叠区域以提高产品质量;方坯锻造应力应变有叠加效应,控制不当将影响产品质量甚至导致缺陷.在综合讨论分析的基础上,对钛合金开坯锻造工艺设计提出调整建议.     

有限元模拟在后轴支架锻造设计中的应用

针对汽车后轴支架,进行锻造过程三维有限元模拟和工艺、模具设计。采用刚粘塑性有限元模拟技术,得到锻件内部应力场、应变场等参数,分析了这些参数对锻件塑性变形的影响。在此基础上,对此类锻件传统的锻造工艺进行了改进,将预锻工序由开式模锻改进为封闭飞边闭式模锻。同时,模具设计重点从预成形设计考虑,给出了合理的制坯模具设计。在40MN热模锻压力机上进行了试验,试验表明,模拟结果和实际成形过程吻合良好。     

压气机静子叶片锻造过程的三维刚粘塑性有限元模拟

利用三维刚粘塑性有限元法对某重型燃机压气机静子叶片的锻造过程进行了数值模拟分析,揭示了叶片锻造变形规律,并以实际锻造工艺试验对其进行了试验验证。锻造工艺试验与数值模拟结果吻合较好,从而验证了数值模拟结果的可靠性。该研究对压气机静子叶片锻造工艺的优化设计具有重要的指导意义。     

汽油机曲柄的轧、锻联合成形工艺

对于汽油机曲柄这样的锻件，有较大的圆盘形头部，而杆部细长，从常用的锻件制坯和成形工艺的比较，采用楔横轧制坯，然后预锻、终锻成形是比较理想的工艺方案。本文从生产的实际需要出发，提出了在汽油机曲柄成形中采用轧、锻联合成形工艺，在楔横轧制坯中又引入了组合式楔横轧模具的设计思路。探讨了组合式楔横轧模具的设计方法，使汽油机曲柄的轧、锻联合成形工艺更具实用价值。     

TC4钛合金锻件锻造过程三维热力耦合有限元模拟

某钛合金零件是应用于航空工业的重要部件,在锻造过程中由于锻件头部变形较大,整体变形不均匀,如果模具尺寸设计不当,很容易引起锻造缺陷的产生.针对以上情况,本文建立了该钛合金锻件锻造过程的三维热力耦合有限元模型,利用刚粘塑性有限元法,对锻件的变形情况进行了数值模拟,得到了变形过程中锻件的充型情况以及温度场和应力场的场量分布,并对锻造缺陷的成因进行了分析.数值模拟与锻造试验吻合较好,为生产工艺的制定提供了有效的参考.     

Backward tracing simulation of precision forging process for blade based on 3D FEM

In order to obtain the desired final shape, the blade precision forging requires a reasonable preformed billet which can be obtained from a given final shape by using backward tracing scheme based on FEM. The key technologies of backward tracing scheme based on 3D rigid-viscoplastic FEM were explored, and some valid algorithms or methods were proposed. A velocity field was generated by combining the direct iterative method with Newton-Raphson iterative method, and then the initial velocity field of backward tracing simulation was achieved by reversing the direction of the velocity field. A new method, namely the tracking-fitting-revising method, was proposed and can be used to determinate the criterion of separating a node from die in the backward tracing simulation. The ceasing criterion of the backward tracing simulation is that all the boundary nodes are detached from dies. Based on the above key technologies, the 3D backward tracing simulation system for the blade precision forging was developed, and its feasibility and reliability were verified by forward loading simulation.     

TC11钛合金叶轮等温锻造过程三维有限元模拟

设计了不同的TC11钛合金叶轮精密成形方案及模具装置,采用三维有限元程序DEFORM-3D对叶轮的等温成形过程进行数值模拟,研究了成形方案、模具结构和坯料形状等因素对成形过程中金属流动规律的影响,给出了不同压下量下锻件内部应力、应变分布情况及不同方案下载荷比较.研究结果表明:采用等温成形技术可整体精密成形出带径向扭曲叶片的叶轮类锻件;采用较细的圆柱形坯料成形可有效地提高金属充填模腔的能力并降低成形所需载荷.模拟结果与实验相符,可有效指导实际生产工艺的制定.