3D打印大尺寸CF/PC复合材料框架式模具温度分布

为提高热压罐成型过程模具温度分布的均匀性和固化结束后制件的成形质量,采用与复合材料构件热膨胀系数差值较小的短切CF/PC复合材料为模具材料,3D打印大尺寸框架式模具。通过数值模拟、方差分析和实验研究了模具结构及工艺参数对3D打印模具型面温度分布的均匀性的影响规律。结果表明,3D打印模具型面厚度越小和热压罐入口风速越大,越有利于提高模具型面温度均匀性。模具型面温度模拟值和实验值的相对误差最大值为6.7%,验证了利用有限元方法模拟热压罐成型过程模具型面温度场分布的高可靠性。升温结束时,3D打印成型模具型面温度呈阶梯状分布,在支撑晶格与模具型面接触处易出现低温区。     

翼子板拉伸模首件着色率提升方法

制件在拉伸成形过程中,受压机挠度变形、材料减薄和模具结构强度不足的影响,会使拉伸制件着色差。为了提升拉伸着色,在模具结构强度足够的前提下,加工数据中可以运用压机挠度变形补偿、制件减薄补偿、设计关键型面强压、非关键型面空开的方法,可有效地提升首件着色率。     

树脂基复合材料固化过程中的变形分析

高性能热固性树脂基复合材料的固化过程中基体材料从粘流态转变为固态,这是一个复杂的热、化学和力学性能急剧变化的过程。树脂基复合材料在固化过程中随着树脂基体的逐渐固化,材料的力学性能也会随之产生明显改变,并且力学性能的改变会进一步影响材料成形后的残余应力和变形。因此有效地预测构件在固化过程中的应力和变形趋势对优化成形工艺以期得到适合要求的复材结构具有重要的指导作用。本文主要采用了细观力学的分析方法对热固性树脂基复合材料固化过程中的热、力学性能变化进行分析。数值模拟分析结果表明,材料在降温前其应力、应变量趋于稳定,但材料在降温前并不是处于理想的无应力状态。     

飞机天线罩成形模具型面修正技术研究

飞机复合材料天线罩是雷达的防护部件,为雷达提供了发射和接收电磁的窗口.针对飞机复合材料天线罩在加热固化成形过程中的变形问题,在原材料、成形设备和成形工艺不变的情况下,在模具设计时对天线罩固化过程中的变形进行补偿.通过成形后天线罩外形数据与天线罩理论数据的匹配,算出天线罩成形过程中的变形量,在天线罩成形模具设计时就对模具...     

中厚板成形的回弹量与模面优化设计

在模具设计初期利用数值模拟技术对中厚板成形回弹进行预测,并在模具型面的设计中预补偿这部分回弹量。在模具制造完成并进行产品试制后,利用计算机辅助测量技术测量试制件,确定试制件与设计原型的整个面的回弹偏差,在此基础上进行模具型面的补偿修正。生产实例表明,该研究方法可以在较短的时间内完成模具型面的优化设计,保证产品的成形精度,具有实际意义。     

碳纤维复合材料板热弯曲试验研究

为解决传统复合材料件成形效率低、制造成本高等问题,提出一种采用加热模具对复合材料板直接进行热冲压的复合材料成形新方法。该方法使用局部加热模具将复合材料板中需发生变形的区域进行局部加热,并借助复合材料加热到一定温度下软化的特点,使其随模具的运动逐步成形,并在模具作用下固化。对复合材料板V形件的热弯曲成形进行了试验研究,分析了成形温度、加载速度和开模温度对成形后工件精度的影响规律。试验结果表明：碳纤维复合材料板热弯曲性能良好,成形力小;通过测量试件室温回复角度发现,复合材料的热弯曲成形回复角度随着成形温度的降低而增大,随着开模温度的降低而减小。     

基于变形分析的叶片精锻模具预补偿方法

采用热弹塑性有限元法,利用DEFORM-3D软件模拟叶片锻造过程中模具型面的弹性变形。分析了不同锻压步数下的模具型面的弹性变形量,并对Z=75 mm、Z=35 mm和Z=5 mm模具型面截面弹性变形量及变形规律进行了分析。分析结果表明,精锻完成后,模具型腔表面不同部位发生了不同程度的弹性变形,进出气边弹性变形量较小,叶身心部模具的弹性变形量大,最大为0. 2 mm。阐述了原始模具型面弹性补偿的必要性,分析了模具型面弹性补偿方法,提出了模具型面反向补偿法,利用UG二次开发技术,对叶片模具型面预补偿设计进行了参数化实现,分析了Z=75 mm、Z=35 mm和Z=5 mm的模具型面补偿效果。分析结果显示,叶片的最大偏差量不超过0. 02 mm。通过实验验证了模具表面补偿方法的准确性和可靠性。     

基于ABAQUS的筋板件时效成形型面回弹补偿算法

基于回弹预测与控制的模具型面补偿,是时效成形工艺研究亟待解决的关键问题。该文根据回弹补偿原理,提出了基于零件形状虚拟迭代修复的时效成形模具型面回弹补偿修正算法的思路。以2A12铝合金筋板件蠕变时效成形过程为研究对象,利用ABAQUS有限元分析平台,在筋板件时效成形及回弹模拟分析的基础上,实现了该过程模具型面的回弹补偿优化设计。研究结果表明,提出的型面补偿算法具有良好的收敛性,数值模拟结果验证了该算法的可行性。     

AP1000钢安全壳封头瓣片模压成形回弹模拟及补偿

采用PAM-STAMP 2G有限元软件,对AP1000钢安全壳大尺寸、中厚度、调质型高强度椭圆形封头瓣片在不同温度下的模压成形回弹进行有限元模拟分析。采用光顺几何补偿算法对模具型面的迭代回弹进行补偿修正,将封头瓣片实际成形后的偏差与模具型面补偿修正模拟的结果进行对比验证。研究结果表明:采用温模压成形可显著地改善封头瓣片的成形效果,其在500℃的模压成形回弹量最小;对于模压成形,通过模具型面补偿修正设计合理的型面尺寸,是瓣片获得理想成形精度的一种有效办法。     

热成形模具的托起机构设计

以热成形模具托起机构为研究对象,简述推杆型、托板型托料机构的结构组成及安装技术要求。托起机构影响水路系统布置,通过冷却系统水路流速变化说明托起机构布置位置对制件成形性的影响。托料系统的布置主要基于制件形状和水路布置两方面进行位置布置,通过不同模具结构形式的制件,用实例方式说明托起机构的布置位置和数量要求。同时对托起机构使用中可能发生的顶起时序不一致、顶起高度不足的技术问题进行了总结,为热成形模具托起机构设计提供参考依据。     

柴油机凸轮轴热锻模热处理工艺改进

5CrMnMo制作的热锻模在工作条件下常出现磨损、断裂及变形失效,为使模具获得硬度和韧性良好配合,针对生产实际中的柴油机凸轮轴热锻模,改进了热处理工艺,采用渗硼强化模腔表面,淬火加高温回火强韧化模具基体的复合热处理方法,使热锻模寿命得到了较大提高。     

连杆热模锻过程有限元分析及锻模寿命预测

建立了连杆热模锻过程有限元分析二维模型 ,计算了热机械耦合结果。分析了变形过程、温度变化、应力应变情况 ,预测了因锻模热机械疲劳裂纹出现而导致锻模失效的模具寿命     

行星齿轮精锻工艺分析与试验研究

根据齿轮精度检验的指标,提出了精度控制需要注意的问题,并针对每个问题提出解决办法。在系统分析热精锻和冷锻成形过程中齿形、齿面、弹性变形及模具寿命等问题的基础上,确定了热精锻-冷精整工艺流程,完成了精锻件及热精锻模的设计。对不同坯料尺寸和镦粗比的热精锻工艺过程进行了试验研究,分析了坯料和镦粗比对齿形充满的影响。研究结果表明,采用直径小于分锥角小端直径的坯料,选定镦粗比1．5进行热锻成形,锻造的热精锻齿轮齿形、齿顶充满效果较好,冷精整后的齿形饱满准确,在对氧化铁皮进行彻底清理后,锻件表面质量良好。     

Research on Properties of Carbon Fiber/Epoxy Resin Composite Material by Microwave Curing

Microwave irradiation was used to reduce the curing time of carbon fiber/epoxy resin composite material.The properties of carbon fiber/epoxy resin composite material under microwave curing were investigated by thermogravimetry(TG),dynamic mechanical analysis(DMA),impact strength test and scanning electron microscope(SEM).The results show that composite materials patch have high thermal stability after microwave curing.The initial degradation temperature is 330.9℃,the maximum thermal decomposition rate is at 368.1℃.When the layer of composite materials patchis 4 layers,the dynamic mechanical properties are the best after microwave curing.The initial storage modulus is 43.2 GPa,increased 28.3 GPa and 27.1 GPa than 3 layers and 5 layers,the glass transition temperature(Tg)is 67.48℃,increased about 12 ℃than 3 layers and 5 layers.Microwave curing can significantly improve the infiltration capacity of epoxy resin,enhance interfacial bonding,and increase the impact strength of composite patch.Under microwave curing,the impact strength of 3,4,5-layers composite material patches increases 35.9%,6.4% and 15.1%,respectively than heating curing.The SEM analysis of impact fracture surface shows that microwave curing can improve the interface of carbon fiber and epoxy resin.     

热锻模工艺参数与模腔表层温度分布关系的模拟研究

常规热锻模的损伤主要原因是由于模具表层温度分布所引起的温度应力.模具表面所达到的最高温度和热渗透深度是预测损伤方式和确定表面处理或涂层厚度及性质的两个基本参数.以热锻轮毂的下模为例,用Deform 2D软件对表层温度分布进行了系统的模拟分析,研究了坯料温度、压力机速度、摩擦因子、模具初始状态对模具表层最高温度及高热流密度热渗透深度的影响并将所得的数据利用OrginPro软件进行拟合,找出其变化规律.结果表明:在热锻生产过程中,合理的选择加工工艺参数,能有效的降低模具表层温度,防止模具因表层软化而失效;通过表面技术来提高热锻模具寿命,应确保模具表面涂覆硬化层深度大于其热渗透层深度.     

功能梯度表面涂层热锻模的仿真设计与分析

针对热锻模损伤主要发生在模具表面的情况,构想使用梯度功能材料对均质材料制造的热锻模进行表面处理,阐述了梯度材料锻模表面涂层的设计方法,建立了基于Deform软件的热锻成形有限元模型,分析对比了均质热锻模与梯度材料表面涂层热锻模在锻造生产后的温度场和应力场,从而论证了在热锻模表面进行梯度材料表面复合涂层处理的优越性。     

Numerical modelling of the material flow during extrusion of aluminium alloys and transverse weld formation

A comprehensive numerical model of the hot extrusion process for aluminium alloys has been developed and validated. Reflecting the complex thermomechanical changes effected in the alloys during extrusion, the model incorporated heat flow and plastic deformation during extrusion. This paper presents the overall numerical development of a hot extrusion process for AA3003 and validation of the numerical model, by comparison to industrial data. The plasticity module was developed using a commercial finite element package, DEFORM^®, a 2-D transient Lagrangian model which couples the thermal and deformation phenomena and is able to predict the temperature, strain rate and strain distribution in the billet/extrudate at any position in the container and die. A new algorithm using MATLAB was also developed so that details of the material flow and formation of the transverse weld and how it is affected by the feeder geometry could be quantified. Validation of the DEFORM model and the MATLAB algorithm of the material flow against industrial data indicated that it gave excellent predictions of the pressure and temperature history during extrusion as well as material flow effects such as surface cladding as one billet is fed in after another through the die. The results indicated that the die feeder design has a significant effect on the transverse weld formation with tapered dies showing lower transverse weld lengths compared to regular feeder plates.     

铝型材挤压分流模工况分析及其受力变形研究现状

通过对铝型材挤压分流模工作状况的分析,说明其在复杂的工况下会发生一定的变形,尤其是模芯部分,这不仅降低了产品的尺寸精度和表面质量,也降低了其寿命.介绍了国内外应用有限元方法对铝型材挤压过程研究的状况,提出了对铝型材挤压过程中分流模的变形进行有限元数值模拟研究的思路,为模具的科学、合理设计提供依据,以达到提高产品尺寸精度,提高模具寿命的目的.