无拉应力凹形坯料镦粗时几何参数的解析确定

本文用塑性力学初等解析法求解了凹形板坯镦粗时的应力场 ,确定了无拉应力镦粗时坯料几何参数 (尺寸比、凹形形状 )与坯料端面摩擦剪应力的关系     

减小圆柱形坯料镦粗鼓形的模拟研究

镦粗过程中,圆柱体坯料易在侧表面形成鼓形,应用先进的DEFORM锻造有限元软件对一般平板镦粗、套环内镦粗、毛坯凹形端面镦粗和锥形板镦粗进行了数值模拟,并将所得到的模拟结果进行了比较.发现套环内镦粗工艺、毛坯凹形端面镦粗和锥形板镦粗能不同程度地减小鼓形,其中毛坯凹形端面镦粗减小鼓形效果最为明显,另外它和锥形板镦粗都在很大程度上提高了镦粗毛坯的变形均匀性.这对镦粗工艺的制定和工艺方案的选择,具有一定的参考价值.     

用平衡微分方程求解圆柱体粗糙平板间不均匀镦粗的鼓形方程

引入相对高度系数Ｍ，用平衡微分方程与塑性条件联立建立了圆柱体粗糙平板不均匀镦粗的应力场，求解出了圆柱体镦粗时的鼓形方程和镦粗变形压力数学解析式，并对变形体内应力分布特点及纵向裂纹成因进行了理论探讨。     

圆柱体平板镦粗应力场的有限元分析

应用刚粘塑性有限元法对圆柱体在两平板间镦粗时的应力场进行了分析 ,给出了毛坯在不同初始高径比时的心部应力随压下量的变化曲线。由此得出 :在变形过程中 ,圆柱体心部存在两向拉应力 ;并且在墩粗过程中 ,当瞬时高径比约为 1 .0时 ,心部σθ、σr 由拉应力转变为压应力。     

圆环镦粗过程数值模拟应力场研究

对圆环镦粗过程建立刚塑性有限元对称模型,采用autoforge有限元分析软件对纯铝圆环镦粗过程进行了有限元模拟,获得了镦粗过程应力场的相关信息,揭示了镦粗时金属内部应力分布情况。结果表明:由于变形量、摩擦因子的不同,圆环内部应力场分布也有很大区别。变形量增大,圆环坯料的应力分布呈"Y"形,且有扩大趋势;摩擦因子增大,圆环坯料应力分布趋于不均匀,但坯料的变形方式发生改变。这些结果对制定圆环镦粗时的参数有指导意义。     

模拟技术在大型锻件工艺改进方面的应用

通过模拟实验,对比研究了平砧镦粗和凹形坯料镦粗的变形规律,计算出应变场分布,绘制了凹形坯料镦粗的工艺控制曲线,可以推广到实际生产中去。     

圆柱形坯料与凹形坯料镦粗过程中典型点的加载轨迹及应力分布的对比

利用有限元法对圆柱形坯料及凹形坯料镦粗过程的数值模拟结果，给出了工件变形区中典型点在屈服表面上的加载轨迹，通过对加载轨迹的研究，揭示了凹形坯料缴粗不易出现纵向裂纹的原因。     

热锻件塑性应力分析的光塑性法

对光塑性模拟测量热锻件形变时的内部应力场方法进行了系统的总结，同时用该方法对平板间镦粗圆柱体及ＦＭ上下Ｖ新锻造法拔长圆柱体时变形体内部应力进行了分析。其结果与定性，数值模拟结果相吻合，为热锻件形变时的内部塑性应力分析提供了一种有效的研究方法。     

用光塑性法确定圆柱体(H/D>1)在普通平板间镦粗时应力场

用光塑性法定量计算了普通平板间镦粗圆柱体 ( H0 /D0 =2 )内部应力场。结果与定性物理模拟、数值模拟及刚塑性力学模型的拉应力理论相吻合。     

圆柱体（H／D＞1）镦粗时应力场计算的力学分块法

在主应力法的基础上，本文提出了力学分块法，推导出圆柱体（Ｈ／Ｄ＞１）在普通平板间镦粗时应力场的计算公式，并具体计算和分析了高径比Ｈ／Ｄ—１．６３的镦粗体内部的应力场。其计算结果同物理模拟［１］相符，并进一步证明与发展了刚塑性力学模型的拉应力理论［２］。     

局部镦粗对直齿圆柱齿轮精锻成形的影响

为了减少直齿圆柱齿轮精锻成形力,通过对圆柱体镦粗时接触面上的压强分布规律的分析,发现毛坯中心的压强最大。这样,采用局部镦粗成形,载荷可相应降低。为此,设计了用于直齿圆柱齿轮精锻成形的局部镦粗实验方案,并通过DEFORM-3D对不同方案进行了模拟,验证了局部镦粗对直齿圆柱齿轮精锻成形的有效性。     

液压机上镦粗与拔长新理论与新工艺的研究

在镦粗工艺理论方面 ,提出了圆柱体镦粗的刚塑性力学模型的拉应力理论和静水应力力学模型的切应力理论 ,设计了锥形板镦粗的新工艺。在拔长工艺理论方面 :应用方柱体镦粗的两个新力学模型与拔长的刚端影响问题 ,论证了只有砧宽比一个工艺参数的不足 ,而应补充一个新的工艺参数——料宽比 ,才能正确描述拔长体中心区域的应力状态与有效控制锻件质量 ;并进一步解决了该拔长理论工艺参数量值的合理匹配与确定 ;在“锻造条件对毛坯内部空洞闭合的影响”研究中 ,提出了增加料宽比对横向拉应力控制的“新 FM(Free from Mannesmann effect)锻造法”;并在此基础上提出了横向无拉应力锻造法。用上述理论指导工艺生产 ,可大幅度提高锻件的质量     

SLIP LINE METHOD FOR SINTERED POWDER MATERIALS UNDER CONDITION OF AXIAL SYMMETRY DEFORMATION

Slip line method for sintered powder materials under condition of axial symmetry is proposed based on the simplified yield condition of sintered powder materials and Haar-von Karman perfect plastic criterion. The equations of slip line and stress along slip line are derived, and numerical solutions are given. Deformation load in closed die upsetting of sintered copper cylinder is calculated by slip line method, and theoretical solutions are compared with experimental results.     

大型锻件锻造工艺理论与技术的进展

在大型锻件锻造工艺理论与技术领域 ,首先 ,对普通平板间镦粗圆柱体 ,根据其高径比 H /D不同 ,提出了两个新理论 :H / D>1,刚塑性力学模型的拉应力理论 ;H / D<1,静水应力力学模型的剪应力理论。前者打破了镦粗体 (不管高径比大小 )内三向压应力传统之说 ,并为轴对称塑性体的广义滑移线解和主应力分块法、数值模拟求其应力场提供了力学模型 ;后者解决了大型饼类锻件中出现的“夹馅饼”缺陷的难题。在此基础上又提出了锥形板镦粗的新工艺及其力学原理。在拔长工艺理论方面 ,应用方柱体镦粗的两个新力学模型与拔长的刚端影响问题 ,论证了只有砧宽比一个工艺参数的不足 ,而应补充一个新的工艺参数——料宽比 ,才能正确描述拔长体中心区域的应力状态与有效控制锻件质量。并进一步解决了该拔长理论工艺参数量值的合理匹配与确定。在“锻造条件对毛坯内部空洞闭合的影响”研究中 ,提出了增加料宽比对横向拉应力控制的“新 FM法”。在此基础上提出了横向无拉应力锻造法。上述工艺理论指导工艺生产 ,可大幅度提高锻件的质量。     

厚壁管有芯镦锻成形极限的研究

本文根据厚壁圆管在两端夹持、有芯轴支撑、轴向加载的条件下,视塑性试验流线分布的结果,建立了变形区域的速度场和应变速率场。采用上限法,确定了管坯镦锻成法兰制件的合理工艺参数;根据能量准则,导出了管料在变形过程中内壁产生凹陷的判别式,首次建立了管坯有芯镦锻的成形极限曲线,所得结果与试验结果符合良好     

圆柱坯料镦粗中塑性流动演化过程的模拟

使用DEFORM有限元模拟软件,建立刚塑性基本模型;对不同高径比的圆柱形坯料,从等效应变和等效应变速率两个方面,对圆柱坯料镦粗过程中塑性流动的演化过程进行了研究.     

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。     

基于Forge仿真软件的铸锭镦粗工艺过程数值模拟

采用Forge锻造模拟软件,对材质为H13,重量为20t的八角铸锭镦粗工艺进行仿真模拟,通过对压机速度、锻造火次、镦粗方式等不同参数进行仿真模拟,对坯料镦粗过程的温度场、应力、压机载荷等结果进行分析,选择合适的工艺参数,预测选择合适吨位的压机,为实际生产过程提供有力的理论依据及数据支撑。     

基于有限元的轴类件浮动模局部成形新工艺

轴类件局部成形是节材、高效的精密塑性成形新工艺。在细长杆形坯料的局部成形工艺技术中,顶镦工艺应用最为广泛。当锻件变形长径比ψ>2.5时,通过一次顶镦工步完成将产生折叠,需要多次顶镦工步完成工件的成形。基于此,文章提出采用将自由镦粗、挤压、闭式模锻工艺相结合的轴类件局部成形新工艺——浮动模局部成形工艺,可避免细长杆局部镦粗工艺中的弯曲折叠,并减少成形件表面的拉应力。采用浮动模局部成形工艺可实现细长杆坯料变形长径比ψ>4的一次成形,解决了现有工艺中的一系列难题,为细长杆坯料局部精密成形提供了新的途径。