CNC压机不同移粉状态的数值模拟

CNC粉末成形液压机能够实现无预压粉末移动,即压制前粉末可在轴向上移动到任意位置而不会产生粉末横向移动或受压变形,该功能可保证成形多台阶复杂零件的密度均匀性。本文运用有限元Deform软件对VVT正时皮带轮在不同移粉状态下的压坯密度进行模拟分析。通过模拟数据对移粉位置研究,优化压制参数,提高压坯密度分布的均匀性,实现VVT正时带轮采用粉末冶金近净成形的先进方法制造,并满足其对精度、密度、性能的要求。     

WT内转子的模具优化设计及压制工艺的数值模拟仿真

VVT内转子是汽车发动机中的关键零件,作为汽车传动机构件之一,需具有较高的配合精度和力学性能要求.本文基于粉末连续体,运用有限元Deform软件对VVT内转子在不同模具设计及压制工艺方案下的压坯密度进行了模拟分析,通过模拟数据对模具进行优化和压制工艺改进,以提高压坯密度分布的均匀性,来实现VVT内转子采用粉末冶金近净成...     

粉末热锻凸轮的数值模拟

凸轮作为装配式凸轮轴上的关键零部件之一,其制造技术很大程度上影响着凸轮轴及发动机的发展。采用验证实验的方法确认有限元法模拟粉末热锻凸轮的压制及热锻成形过程的合理性,在此基础上利用数值模拟法对凸轮的压制方式进行改进、优化热锻工艺参数。针对粉末压制成形工艺,对不同压制方式下(单向压制、双向压制、浮动压制、摩擦压制)的压坯密度进行模拟分析。而针对热锻工艺则研究分析锻压速度、摩擦因数、坯料加热温度、模具预热温度、坯料初始相对密度5组因素对锻件密度分布的影响,从而获得最佳的工艺方案。     

半固态粉末成形医用Mg-6Zn合金的预压过程数值模拟

将Mg-6Zn混合粉末看作可压缩连续介质,运用MSC.Marc软件对半固态粉末成形医用Mg-6Zn合金的预压过程进行数值模拟,为工艺优化提供理论指导.通过模拟预压过程中的相对密度、压制力和脱模力的变化,并与实验结果进行验证.结果表明,不同的保压时间、压制速度和摩擦系数对相对密度分布均有影响,但摩擦系数对相对密度分布的影...     

粉末净成形压制工艺优化及三维复杂零件结构设计的数值模拟

基于粉末连续体,运用MSC.Marc有限元软件对粉末净成形压制工艺进行优化,并对减重齿轮的结构设计进行数值模拟。通过与实验数据对比分析,验证了材料模型及仿真模拟的可靠性,在此基础上利用有限元软件研究分析压制方式、压制速度、摩擦系数、压制温度、保压时间等五组因素对压坯密度分布的影响。结果表明,压制方式是最显著的影响因子,采用双向压制、温压成形、低压制速度、小摩擦系数及保压方式的组合压制工艺能有效地改善粉体的密度分布。利用有限元软件对减重齿轮的结构进行优化设计,研究圆环高径比与压坯相对密度的关系,并确定减重孔最佳尺寸。结果表明,采用强制摩擦压制方式代替浮动压制方式,可有效改善孔洞薄壁处密度。此外,结合Workbench有限元软件对减重齿轮进行结构力学模拟仿真,分析薄壁处的受力情况,以满足对齿轮强度的要求。     

粉末挤压成型的有限元数值模拟

基于金属粉末材料的塑性变形理论和体积可压缩的刚塑性有限元理论，导出了适合于分析金属粉末材料挤压成型的有限元公式；并详细分析了粉体塑性成型的有限元关键技术以及讨论了相应的处理方法。     

基于Drucker-Prager/Cap模型的W–Cu20粉末轧制数值模拟

将Drucker-Prager/Cap塑性模型引入到高硬度W–Cu20粉末轧制有限元分析中,利用巴西圆盘试验、单轴压缩试验以及模压试验得到Drucker-Prager/Cap塑性模型参数,借助商业有限元软件ABAQUS以及Fortran自编的VUSDFLD子程序,建立粉末轧制的有限元模型,并与实际试验进行了比对。结果表明:模拟结果中的板料相对密度和板料厚度与实际实验结果吻合较好,最大误差为4.47%,说明Drucker-Prager/Cap塑性模型对粉末轧制工艺研究有参考意义。     

装粉方式对钛粉压制成形影响的数值模拟

用MSC.Marc软件模拟了在3种不同装粉方式下钛粉压制成形过程中粉末的流动情况以及压坯的密度分布规律。研究结果表明:装粉方式对粉末压制过程及压坯密度具有较大的影响,与平式装粉方式相比,采用凸式装粉,试样的烧结坯密度提高6％,孔隙分布的均匀性得到相应的改善。     

汽车连杆粉末热锻工艺的数值模拟

连杆作为汽车传动机构,是汽车发动机中的关键零件,需具备较高的力学性能强度和一致性,因此粉末冶金方法制备的连杆坯料需要密度分布均匀。实验利用有限元Deform软件对不同密度的坯料进行数值模拟,确定坯料的相对密度为0.8。在此基础上,再采用正交实验的方式对各热锻工艺参数进行优化,最终确定锻压速度为350 mm/s、模具预热温度为300℃、坯料加热温度为1 130℃、摩擦因数为0.2的最佳工艺组合方案,并通过实验验证最佳工艺组合的可靠性,实现了高性能汽车连杆的制备。     

钨铜复合粉末成形过程的颗粒尺度数值模拟

采用多粒子有限元方法对钨铜复合粉末的二维模压成形过程进行数值模拟。系统研究和分析了铜粉含量和压力对成形过程中压坯相对密度及分布、应力及分布、颗粒变形、孔隙填充行为以及力链结构的影响规律。结果表明：成形过程中应力主要集中在钨颗粒内部,并形成力链阻碍致密化的进程。孔隙的填充主要通过铜颗粒的变形来实现,相互接触的钨颗粒形成了难以填充的细小孔隙。钨铜颗粒边缘部位的应力都高于中心应力。随着压制压力的增加,铜颗粒比钨颗粒中心部位应力增长缓慢,沿压制方向上钨颗粒边缘应力值远大于颗粒中心部位。综合分析,钨颗粒的变形特性是阻碍成形致密化进程的关键因素,需要优化钨颗粒的排列结构,从而实现高性能压坯。     

柴油机油量控制套筒的模具优化设计

柴油机油量控制套筒是一种结构复杂的机械零件,其外表面形状特殊,内表面分布若干台阶且具有较高的配合精度要求。本文基于粉末连续体,运用有限元Deform软件对油量控制套筒模具的不同改进方案(改进假芯棒、上浮动冲分型、设计漏粉穴、调整局部装粉系数)下的压坯密度进行模拟分析。通过数值模拟仿真数据对模具进行改进及尺寸优化,提高压坯密度分布的均匀性,实现采用粉末冶金近净成形的先进方法制造油量控制套筒,并满足其对精度、密度及性能的要求。     

复合振冲碎石桩加固机理及施工过程数值模拟

采用振动荷载作用下超孔隙水压力产生的能量模型,考虑耗散能量和孔径扩张的影响及相互作用,并进行合理的简化,对复合振冲碎石桩施工过程做了数值模拟.采用有限差分离散求解复合振冲碎石桩边值问题,编制相应的数值程序,基于模拟结果详细讨论了排水井的存在对复合振冲碎石桩孔隙水压力发展变化的影响.最后对普通碎石桩和复合碎石桩的地基加固效果进行对比分析.数值模拟结果表明,复合振冲碎石桩由于排水井的存在,使地基加固范围明显增大,并且可以应用于渗透系数较小的粉土和砂质粉土地基中.     

折流式移动流化床改质焦炉煤气预还原铁矿粉的数值模拟

 建立了折流式移动流化床内利用改质焦炉煤气进行气基粉铁矿预还原的数学模型。模型求解采用FLUENT和PHOENICS的联合求解。冷态工况的数值模拟结果和试验结果进行了比较。通过比较床层平均压降和分析气固相的流动行为,对提出的数学模型的可靠性进行了验证。利用所建立的数学模型对利用该反应器和采用改质COG(焦炉煤气)对铁矿粉预还原的工艺过程进行了热态模拟。在模拟的工况条件下,指出了反应器内分布板布置上的缺陷;反应器必须采用气体分布板振动才可以保持气固正常流动,同时保持较小的流化气速。还原气温度的整体降幅达到770K,气相还原势的利用率达到35%,矿粉的还原分数达到0.7,反映出该反应器内良好的气固换热和对还原势的利用率。该反应器在一个紧凑的结构下实现了对还原气热能和还原势的梯级利用。     

HIsmelt主反应器传热数值模拟研究进展北大核心CSCD

HIsmelt作为新兴非高炉炼铁工艺之一,得益于其在原料、工艺以及环境等方面的突出优势,迅速成为各个钢铁行业关注的焦点。然而,在工业试验与实际生产过程中发现,HIsmelt主反应器烟气温度过高而铁水温度较低,相比高炉而言,其上下部换热效率有待进一步提高。通过对HIsmelt炉内换热数值模拟的相关研究进行回顾,从矿石预处理入手,再到渣铁熔池和流场射流2个区域,对不同操作及设计参数下的炉内换热模拟过程进行综述。分析探讨了其模拟流程优缺点及后续研究方向,期望可以促进HIsmelt主反应器上下部热量高效传递,提升HIsmelt工艺热量利用效率,推动HIsmelt流程在中国平稳发展。     

铝型材挤压数值模拟的研究进展

介绍了铝型材挤压工艺数值模拟的各种方法，通过数值模拟可以分析挤压型材的速度、形状、温度和微观组织等。分析了挤压模拟的有限元方法，即基于Euler描述的流体力学求解方法、基于Lagrange描述的固体力学求解方法和集这种两种方法优点于一身的ALE方法，并介绍利用这些方法对型材挤压工艺的模拟例子，分析了挤压工艺模拟中的难点和今后的发展趋势。     

步进式加热炉热状态的数值模拟

轧钢加热炉内的传热过程非常复杂,其设计往往依靠经验.本文通过对轧钢步进粱式加热炉内热工状态建模,并对炉内流体流动、燃烧化学反应、传热过程进行了模拟仿真.仿真结果符合工业炉内热工过程的基本规律,温度的仿真结果与测试相比误差较小.仿真结果可以为工业炉的设计、运行和操作提供依据.     

粗轧板坯侧翻变形的数值模拟

针对板带热轧过程中易产生各种边部缺陷的问题,利用有限元法对粗轧可逆道次轧制过程进行了数值模拟,分析了不同立轧和平轧道次中轧件变形的情况,特别是角部金属由侧面逐渐翻转到轧件上表面的变化过程。结果表明,平轧道次轧件主要产生宽展和侧翻,且其角部金属呈拉应力状态,有可能诱发各种缺陷的产生,而立轧道次处于具有修复缺陷的压应力状态,因此优化立轧压下制度是改善带钢边部缺陷的一个重要方法。通过单元的变形过程可跟踪坯料和轧件位置之间的对应关系,这对分析带钢表面缺陷的成因并消除缺陷具有重要意义。     

基于不同工作面长度对覆岩移动破坏的数值模拟

为了满足矿床开采的需要,布置长距离的工作面减少巷道回采工作量,提高回采效率,以内蒙古北山盘陀山钨矿南部矿段为研究背景,采用FLAC3D进行数值模拟,通过分析不同高度覆岩内部应力及地表下沉曲率的变化,研究矿层在不同工作面长度开采过程中对覆岩移动变形和破坏的影响。结果表明:当矿层开采的距离相同时,随着工作面长度的增加覆岩内部应力平均值和地表下沉量增大的幅度在逐渐减小,通过对比预测不同工作面长度对覆岩内部的扰动情况,对地表沉陷控制、建筑物保护和工作面的安全生产具有重要作用。     

粗轧板坯侧翻变形的数值模拟

针对板带热轧过程中易产生各种边部缺陷的问题,利用有限元法对粗轧可逆道次轧制过程进行了数值模拟,分析了不同立轧和平轧道次中轧件变形的情况,特别是角部金属由侧面逐渐翻转到轧件上表面的变化过程。结果表明,平轧道次轧件主要产生宽展和侧翻,且其角部金属呈拉应力状态,有可能诱发各种缺陷的产生,而立轧道次处于具有修复缺陷的压应力状态,因此优化立轧压下制度是改善带钢边部缺陷的一个重要方法。通过单元的变形过程可跟踪坯料和轧件位置之间的对应关系,这对分析带钢表面缺陷的成因并消除缺陷具有重要意义。     

高炉软熔带气体流动的数值模拟

建立了气体流动的二维轴对称数学模型,对倒Ｖ形软熔带附近的气体流动进行了数值模拟,用阻力比的概念分析探讨了软熔带附近的气体流动,形象地再现了软熔带对气流的二次分布。