工艺参数对弯管接头模锻质量的影响

主冲头速度、坯料初始温度、坯料与模具间的摩擦系数是影响弯管接头模锻质量的重要参数。本文分别研究了主冲头速度对锻件等效应变的影响,坯料初始温度对锻件温度分布的影响,坯料与模具间的摩擦系数对锻件等效应变的影响,并获取了最佳工艺参数,对比了改进前后主冲头载荷随锻造时间的变化规律。结果表明,改进的工艺能显著降低冲头的载荷值。     

基于有限元软件的锻造工艺参数对牵引拉杆成形的影响分析

运用有限元软件对高铁转向架牵引拉杆锻造过程进行了模拟,研究了不同坯料加热温度、模具预热温度、上模运动速度及摩擦系数对牵引拉杆锻造成形的载荷、等效应力及金属流动特性的影响。结果表明:牵引拉杆最大成形载荷、最大等效应力和最小等效应力均随着坯料加热温度的增加而减小。模具预热温度越高,最大成形载荷越小。随着上模运动速度增加,牵引拉杆最大等效应力、最小等效应力和金属最大流动速度逐渐增加。牵引拉杆最大成形载荷、最大和最小等效应力随着摩擦系数增加而增加。结合模拟结果优化了工艺参数,并进行了试验验证,模拟结果与试验结果基本吻合。     

铝合金叶片热挤压工艺设计

针对传统模锻方法制造大榫头叶片工艺流程长、废品率高、尺寸精度低等弊端,提出挤压法制造叶片的工艺:挤压叶身和镦挤榫头形成叶片毛坯,后续机加工得到叶片产品。采用Deform-3D软件对挤压过程进行了数值模拟,优化了坯料形状、尺寸,分析了应力、应变分布,将叶身局部最薄处由R1 mm补偿为R6 mm,并采用偏心凹模法改变压力中心,解决了叶片成形过程中金属流动不均匀、开裂、弯曲等问题,并设计了挤压模具和镦挤模具结构。优化后的模拟结果表明:叶片挤压过程中金属流动性良好,成形精度高。     

叶片精锻过程中摩擦影响的数值模拟

通过对叶片的叶身和榫头进行热力耦合数值模拟，进一步研究了摩擦在叶片精锻过程中的影响作用。研究表明：在叶片成形过程中摩擦对温度场和载荷行程曲线有较大的影响，而对等效应变的影响相对小一些；不同摩擦系数条件下温度场、等效应变场以及载荷行程曲线呈现一定的单调变化。     

叶片辊轧过程动力学仿真研究

研究了不同辊轧参数对叶片辊轧过程中应力、应变、金属流动规律的影响情况.建立了叶片轧制过程的力学模型,分析了叶片在塑性变形区内摩擦系数、轧制速度、压下量对轧制应力、应变的影响;利用Pro/E对叶片模具复杂曲面进行建模,再利用ANSYS/LS-DYNA建立了叶片辊轧系统的动力学模型,将上、下模座作为刚体、叶片作为多段线性弹塑性材料模型处理,分析了叶片在辊轧过程中摩擦系数等辊轧参数对轧制力的影响.研究结果表明:由于表面层摩擦力的限制,叶片表面金属流动速度比中间层低,而产生不均匀变形;叶片曲率变化对叶片轧制应力应变有着直接影响,最大应力、应变主要集中在叶背弧面斜率较大位置处,并且轧件的轧制应力、应变随着摩擦系数的增大而增大,轧制力随着轧制速度和压下量的增加而增加.     

基于Deform-3D的铝合金封头冲锻成形模具应力分析

应用Deform-3D软件对小型铝合金封头整体冲锻成形过程中的模具进行应力分析,讨论容差值大小对施加模具受力分析的影响,并分别讨论凸模下压速度、摩擦系数、凹模圆角半径对凹、凸模具应力的影响规律,并通过模具应力分析确定对模具有利和能减少封头缺陷的最佳工艺参数。结果表明:容差值的大小严重影响模具受力分析,当容差值≥2时,模具沿各方向的受力与坯料对应方向受力基本吻合;凹模圆角半径对模具受力影响最大,摩擦系数次之,凸模下压速度影响最小。同时,确定凹模圆角半径11 mm、凸模下压速度120 mm·s~(-1)、摩擦系数0. 02为最佳铝合金封头冲锻工艺参数。     

基于DEFORM 3D的热锻工艺参数对连杆成形的影响分析

运用DEFORM 3D软件对汽车发动机连杆热锻成形进行了数值模拟,研究了不同始锻温度、模具预热温度、模具速度及摩擦系数对连杆热锻成形的载荷、等效应力及金属流动特性的影响。结果表明:随着始锻温度增加,热锻连杆最大成形载荷逐渐减小,最大等效应力减小,而最小等效应力和金属最大流动速度增加。模具预热温度越高,最大成形载荷越小。随着模具运动速度增加,热锻连杆最大等效应力先减小后增加,而最小等效应力则先增加后减小,金属最大流动速度逐渐增加。随着摩擦系数增加,热锻连杆最大等效应力逐渐增加,而最小等效应力基本不变,金属最大流动速度逐渐减小。     

工艺参数对TC4合金航空发动机叶片精锻残余应力的影响

为获悉叶片精锻残余应力的分布情况,利用Simufact. Forming软件对TC4合金航空发动机叶片精锻过程进行了数值模拟研究。通过X射线衍射技术对叶片实体表层残余应力进行了测量,并与数值模拟结果进行对比,验证了有限元模型的合理性。通过设计正交试验优化了叶片精锻工艺,最终得到了最优工艺参数组合及不同工艺参数对叶片精锻残余应力的影响趋势。研究结果表明:航空发动机精锻叶片的残余应力主要集中在表层,当工艺性较差时,叶片前缘头、后缘头附近的高残余应力区域范围较大,开裂的风险系数较高;模具温度对叶片精锻残余应力的影响最大,上模速度、坯料温度、摩擦因子对其影响依次减小;在上模速度为40 mm·s-1、坯料温度为960℃、模具温度为300℃、摩擦因子为0. 1的情况下,可以得到较小的叶片精锻残余应力。     

基于正交试验的汽车扭力臂热锻模具磨损分析及优化

基于Archard理论磨损模型与Deform-3D软件,建立扭力臂热锻有限元模型。利用正交试验法对坯料初始温度、模具初始温度、上模运动速度及摩擦系数进行组合,并模拟得到了模具磨损量。运用极差分析法对试验数据进行处理,得到了各个参数对热锻模具磨损的影响程度及最优工艺参数组合。结果表明,各个参数对模具磨损的影响由大到小为:上模运动速度摩擦系数坯料初始温度模具初始温度。结合实际生产情况,确定最优工艺参数组合为:坯料初始温度为1200℃,模具预热温度为300℃,上模运动速度为10 mm·s~(-1),摩擦因数为0.3,此时的模具磨损量为0.000333 mm。     

预制坯形状对高压导叶片锻造成形过程中金属流动的影响

高压导叶片锻造成形时内部出现流线涡流、应变分布不均及应力集中等缺陷。针对此现象,本文研究了不同预制坯形状对金属流动的影响。研究结果表明:预制坯榫头部分形状为腰果形且外侧加设一定高度的凸台、叶身部分坯料为半月形时,所有金属都在指定的范围内作短程的定向流动,成形完毕后金属流线与锻件形状保持一致,流线顺畅,可以使锻件内部变形更均匀,避免了应力集中现象。     

锻坯/模具界面摩擦对汽轮机叶片模锻成形的影响

汽轮机叶片是将蒸汽能转换成机械功的关键部件,叶片精锻是叶片锻造的发展趋势.本文利用数值模拟方法,仿真了叶片金属在锻模型腔内的流动和成形过程,论述了摩擦条件对叶片精锻成形规律的影响.在锻坯金属变形充模的3个阶段,分析并讨论了不同的界面摩擦因子m对叶片模锻成形规律和模具失效的影响.数值实验结果表明:随着界面摩擦因子的增加,克服坯料金属界面流动阻力所需的附加模锻载荷增加,叶片锻件不同区域内的最大最小温度差、最大最小等效应变差,以及最大最小等效应力差增加;与此同时,锻模型腔局部最大等效应力和最大温度也增加.     

单榫头叶片精锻成形规律三维热力耦合有限元模拟研究

单榫头叶片是航空发动机中的一类重要叶片.本文以单榫头叶片精锻过程为研究对象,采用热力耦合方法,利用自行开发的面向叶片精锻过程的三维刚粘塑性热力耦合有限元数值模拟系统3D-CTM,模拟分析了不同工艺参数(变形速度、摩擦因子以及坯料锻造温度)下的单榫头叶片精锻过程,研究了不同工艺参数对叶片精锻成形规律的影响.该研究对制定叶片精锻工艺以及发展叶片精锻技术具有重要的理论意义和实用价值.     

316不锈钢异形Ⅰ截面型材挤压成形过程有限元模拟

以异形Ⅰ形截面不锈钢型材为研究对象,采用DEFORM-3D有限元软件系统对其热挤压成形过程进行数值模拟分析.研究了挤压稳态成形过程中挤压速度、摩擦系数、坯料预热温度等因素对不锈钢型材挤压过程的影响.计算结果表明,当挤压比为9、挤压速度为200mm/s、摩擦因子为0.3、模具预热温度为450℃、坯料预热温度为1050℃时,金属流动状况良好,材料的应力应交分布均匀,可有效提高模具的寿命,对指导实际生产具有积极的参考价值.     

TC4合金空心构件等温成形过程的数值模拟

利用刚粘塑性有限元法,对TC4合金空心构件等温成形过程进行了数值模拟.获得了不同变形条件对变形区等效应变、等效应力和温升的影响.结果表明:变形温度和上模速度对构件的等效应力、温升和载荷的影响显著;摩擦因子对构件的等效应力、温升和载荷的影响较小.     

行波磁场作用下空心管坯的两相凝固数值模拟

利用等轴球晶两相凝固模型计算了行波磁场作用下空心管坯的凝固过程.分析了施加不同强度的行波磁场时,Sn-3.5%Pb管坯凝固过程的温度梯度、冷却速率、溶质浓度分布以及晶粒大小的变化情况.结果表明:金属液在行波磁场的作用下产生纵截面上的大环流,随着搅拌速度的加大,金属液凝固过程的冷却速率逐渐降低,熔体内的温度梯度减小,使管坯内部的晶粒得到细化,改善了铸坯凝固组织,但是强制流动导致管坯内产生宏观偏析,且搅拌速度越大,宏观偏析越明显,因此,在生产过程中应该严格控制搅拌速度的大小.     

工艺参数对钛合金叶片精锻中微观组织的影响

以叶片中的一类重要叶片——钛合金单榫头叶片为研究对象，利用自主开发的并经实验验证的叶片精锻三维有限元变形．传热一微观组织演变耦合模拟系统对其精锻过程进行了模拟，研究了不同工艺参数下叶身典型截面锻后微观组织的分布规律。结果表明：随着变形温度的升高，晶粒尺寸和β相体积分数增大；随着变形速度的增大，晶粒尺寸和β相体积分数相应增大；随着模具温度的升高，晶粒尺寸分布的均匀性提高：而摩擦条件对晶粒尺寸和β相体积分数的影响不显著。     

弹托温挤流变成形的数值模拟

对铝合金零件弹托在温挤条件下的流变成形过程进行了数值模拟,其中包括对金属在模具型腔中的流动情况、速度场、应力场、应变场、温度场、节点力等的数值模拟。