气体流量对管材气辅挤出的影响

将气体简化为广义牛顿流体,并作为单独的内外两层,针对管材型气辅挤出口模,建立了二维有限元模型,并进行了数值模拟,研究了气体流量对口模出口处剪切速率、熔体速度及口模流道中心处熔体压力的影响。研究表明,当气体流入口模流道内,聚合物熔体在口模出口处厚度为-0.85~0.85 mm剪切速率为零,为促使聚合物熔体既满足表面质量不因剪切速率不均引起表面质量缺陷,又满足在厚度方向的尺寸要求(即2 mm),故需将聚合物熔体与气体相汇处的流道沿厚度方向扩大0.3 mm;同时也为了进一步降低因速度梯度大而引起的表面质量缺陷,文中进气体流量为2.512×10-3m/s最佳。因此,当气体作为一种辅助工艺引入到聚合物挤出成型当中,需在两相流相汇处流道沿厚度方向预留足够的空间(本文是预留制品厚度的20%的尺寸)以满足制品的尺寸及表面质量要求。     

汽车橡胶密封条挤出口模结构分析及其实验验证

首先通过分析橡胶材料流变实验数据,确定采用Bird-Carreau本构模型;然后应用Polyflow软件对某实际EPDM橡胶密封条产品挤出过程中挤出口模流道结构对挤出的影响进行了有限元分析。结果表明,口模流道某些部位(如窄缝区域)进行适当的加宽有利于使挤出速度及熔体压力分布更均匀,挤出产品形状和实际形状更接近。     

PET薄膜挤出成型有限元模拟和阻流分析

设计了厚度为0.12mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜衣架式挤出流道,使用有限元软件模拟了聚合物熔体的流动规律,获得了流道内部的压力场、速度场和温度场的分布,分析了阻流设计对流场的影响。研究表明,流道结构对压力分布影响显著,对速度、温度分布影响不明显;流道阻流部分尺寸较小的改变,会引起流道内部熔体压力较大的变化,易导致挤出成型过程的不稳定,从而显著影响产品质量。此外,挤出流量对流场压力分布影响很小。     

复合硅酸盐水泥28天抗压强度不确定度评定

一、概述1.测量依据GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》。2.测量仪器WE-100万能材料试验机。3.测量对象按450水泥、1350标准砂、225mL的蒸馏水用胶砂搅拌机拌制,在3个水平模槽组成的试模中成型3条截面为40mm×40mm、长160mm的棱柱试体,分别成型两组共6条试体;连同试模一起在湿气中养护24h,然后     

井下乳化炸药混装车连续敏化器结构优化

为了使连续敏化器在较低的压降下实现乳化基质与敏化液的混合,以井下乳化炸药混装车的连续敏化器为研究对象,通过正交实验对不同结构的连续敏化器的内部流场进行数值模拟。结果表明连续敏化器的分流口直径对压降影响最明显,汇流口直径对混合效果影响最大,优化后的连续敏化器结构参数为分流口角度30°,分流口直径4 mm,汇流口直径6 mm,分流口数量4个。通过现场实验验证,优化后的连续敏化器满足乳化基质与敏化液的混合要求,相对于现有结构还降低了25%的流体压降。     

基于蜂群算法的等压灌装阀阀口流道结构优化

目的为了改善等压灌装阀的灌装性能,分析阀口流道结构参数对液料流场的影响,求解流道内最大压力损失、最大液料流速和最大湍动能均最小化的约束多目标优化问题。方法基于正交试验设计和Fluent流场仿真软件对灌装阀阀口流道流场进行数值模拟,并通过回归分析建立以阀口流道结构参数为自变量的最大压力损失、最大液料流速和最大湍动能的经验方程,进而建立阀口流道结构参数约束多目标优化模型,采用约束多目标人工蜂群算法对优化模型进行求解。结果流道内最大压力损失最小化、最大液料流速最小化和最大湍动能最小化这3个目标之间存在冲突,无法同时达到最优,基于多目标人工蜂群算法获得了阀口流道结构参数的最优Pareto解集。结论约束多目标人工蜂群算法能有效用于等压灌装阀阀口流道结构参数的优化。     

结构化流道近壁区软性磨粒流流动仿真及实验研究

为了揭示结构化流道近壁区软性磨粒流的压力场及速度场的分布规律,有效预测其软性磨粒流的材料去除特性,采用VOF多相流模型和RNG 湍流模型,通过对结构化流道的结构进行合理的网格划分和特殊边界条件设置,对结构化流道内部的软性磨粒流流动进行数值模拟。仿真结果表明：不同的软性磨粒流入口位置对工件加工会产生影响;结构化流道中软性磨粒流的压力场、速度场和软性磨粒流的去除率随着加工区域位置的不同而不同;加工区域入口区域的压力、速度值存在突变,为此在实际加工用引入了引流模块。流场数值模拟和实验研究结果趋势是一致的,数值模拟为深入研究软性磨粒流的基本规律提供一种理论工具     

典型曲面构件的VARI工艺模拟分析及实验验证

对典型曲面构件进行了真空辅助成型工艺(VARI)工艺模拟分析,确定了最佳的注射方式及注胶口、出胶口位置,得出了VARI工艺流道设计的几个主要准则,并运用模拟结果开展了可视化实验研究,得到了无缺陷的构件制品。对预成型体铺放过程中剪切变形引起的局部渗透率变化及其对工艺过程的影响进行了研究,研究表明,通过PAM-RTM软件可以计算剪切引起的局部渗透率变化,考虑局部渗透率变化的模拟结果和实验结果较为一致。     

离心辅助微模塑法制备Fe-Ni合金微流道

采用离心辅助微模塑方法,制备了Fe-Ni合金微流道。着重考察了分散剂含量和pH值对浆料分散性的影响,结果表明当分散剂含量为1.5wt%和pH=4时,Fe-Ni乙醇基浆料的分散性最好。用聚二甲基硅氧烷(PDMS)复制带有微结构的原始硅模板,在PDMS弹性模上采用离心注模方法进行浆料的微成形。最终制备出微结构完整、表面无裂纹、致密的Fe-Ni合金微流道,其最大线性收缩率为12.7%,致密度为97.3%,说明离心辅助微模塑法是一种可行的微器件制备方法。     

微通道塑料薄膜的挤出工艺及应用前景

为了加工内含平行中空的微米级直径通道的塑料薄膜,通过塑料薄膜、中空纤维和泡沫塑料相结合的方法,研究了微通道塑料薄膜的挤出工艺与设备,设计了装有气体或液体夹带器的特殊缝隙口模。分析了特殊结构塑料薄膜的性能与应用前景,该产品在微型换热器、微型反应器等微机械、传感器、生物医学以及包装等诸多领域具有广阔的应用前景。     

基于响应面法的大型锥筒件内凸缘缩口成形工艺参数优化

目的 探究大型锥筒件内凸缘缩口成形的最佳工艺参数。方法 首先,根据内凸缘缩口成形的工艺原理,使用三维软件构建内凸缘缩口成形的仿真模型,并用Deform进行仿真成形。在此基础上,以缩口件高度和成形载荷作为内凸缘成形质量的判断依据,基于响应面法得到关于缩口件高度和成形载荷的回归预测模型。分析不同的摩擦因数、挤压速度和凹模锥度对内凸缘成形质量的影响,优化得到最佳的成形工艺参数,最后进行物理试验验证。结果 通过响应面法拟合得到了缩口件高度和成形载荷关于3因素的多元非线性模型,模型通过F检验得出的显著性概率P值均小于0.000 1,失拟项值均大于0.05,且模型预测值与试验模拟值的关系接近直线,充分说明了该数学模型的合理性。当摩擦因数为0.3、挤压速度为3 mm/s、凹模锥度为9°时,毛坯的成形载荷最小,为90 k N,缩口件高度最低,为1 350 mm,与模型预测相比,误差均小于10%。结论 优化后的工艺参数使内凸缘成形质量高、表面光滑无缺陷、成形载荷小,为大型锥筒的内凸缘成形工艺提供了参考。     

凸模结构对大截面带筋方筒件挤压力的影响研究

目的 解决大截面铝合金带筋方筒构件在反挤压过程中成形力大的难题,实现在3 000 t压力机下成功制备内孔为665 mm×665 mm的大截面带筋方筒形构件。方法 提出了一种使用新型棱台凸模结构代替平凸模结构的方法,用主应力法得出了棱台凸模结构与平凸模结构的挤压力计算公式,对比分析了2种凸模结构反挤压成形力的大小,并用DEFORM有限元软件模拟分析了不同结构参数下的棱台凸模反挤压过程,最终进行工程试制,验证了反挤压工艺的可行性。结果 通过主应力法得出了方筒形件的变形力计算公式,得出棱台凸模结构反挤压成形力小于平凸模结构反挤压成形力,经模拟分析得出在反挤压过程中棱台凸模结构的最优结构参数为棱台斜角15°、棱台高度40 mm,并在3 000 t压力机上成功制得内孔为665 mm×665 mm的大截面带筋方筒形构件。结论 通过数值模拟分析可知,与采用平凸模结构相比,采用棱台凸模结构时的反挤压成形力降低了约13%,同时减少了挤压变形过程中的金属流动“死区”。经实验验证,在3 000 t压力机上成形了内孔为665 mm×665 mm的大截面带筋方筒形构件,实现了省力挤压。     

阀盖模锻成形模拟分析与试验验证

目的 某型号不锈钢阀盖是一种典型的长肋条内空型零件,在模锻制造过程中,阀盖锻件容易出现不同程度的折叠和裂纹缺陷,亟需改进成形工艺以提升合格率.方法 采用有限元方法分析坯料在制坯/预锻/终锻全流程的金属流动规律和终锻件成形质量,得到最佳成形工艺方案.结果 方坯在后续成形时易产生横向流动,且局部充型不饱满;六边型坯在预成形和终成形时流动均匀、横向流动小,且有效抑制了充型不饱满缺陷;预制坯在过渡区长度过短,产生了折叠缺陷;采用六边形坯料和增加过渡区长度可以获得无缺陷阀体锻件.结论 采用新工艺制备的阀盖锻件合格率达到了100％,通过全流程工艺分析,能够得到金属流线规律,进而优化模锻成形方案,改善成形质量.     

6A02铝合金异形截面小弯曲半径薄壁管液压成形工艺研究

目的 研究6A02铝合金异形截面薄壁管的液压成形过程,改进管件的成形质量。方法 使用Abaqus软件进行数值模拟,通过考察管件壁厚分布情况、管件轴线的最小弯曲半径及管壁与模具贴合情况,研究了内压、轴向进给量、加载路径及合模过程中的内压与进给对成形质量的影响,并提出了合模力–轴向进给–内压三者同时配合的加工方法。结果 通过数值模拟确定了无轴向进给情况下管件薄弱处发生破裂时的内压为7.5 MPa,发生起皱前的最大轴向进给量为2 mm,最低整形内压为80 MPa。确定了在合模过程中进给0.75 mm、合模后继续按照特定加载路径进行内压提升和轴向进给、最后施加80 MPa的整形压力的情况下成形效果最好。通过此路径加工出的管件最小壁厚为0.42 mm,最大减薄率为16%,轴线最小弯曲半径为1.258 mm,与模具间隙面积为0.065 mm²。结论 适当的内压–轴向进给可以实现较好的成形质量。在合模过程中,施加与合模力相配合的轴向进给和内压能增加管件弯曲处薄弱部分的补料量,改善管件在合模后的壁厚分布情况,进一步提升管件最终成形质量。     

An experimental evaluation of a special ECAP die containing two equal arcs of curvature

Experiments were conducted to evaluate the potential for producing a high degree of homogeneity when processing by equal-channel angular pressing (ECAP) using a special split die having a channel angle of 90° but with two equal fillet radii at the outer and inner points of intersection of the two parts of the channel. Using high-purity aluminum, measurements of the Vickers microhardness were recorded over cross-sectional planes after pressing through 1-4 passes. It is shown that there is less homogeneity after 1 or 2 passes by comparison with a conventional ECAP die and after 3 and 4 passes there are narrow regions of higher hardness extending to depths of ∼1 mm along the upper surfaces of the billets. The results demonstrate a die with two equal arcs of curvature is less effective than a conventional ECAP die for producing homogeneity within the billets.     

5182铝合金椭圆孔电磁翻边数值模拟研究

目的 研究异形孔电磁翻边成形规律及不同预制孔尺寸对翻边质量的影响.方法 基于电磁成形平台实现椭圆孔电磁翻边试验,建立三维电磁成形仿真模型对3种预制孔的翻边过程进行模拟.通过显微硬度值、翻边轮廓、翻边高度及端部厚度等指标分析异形孔电磁翻边规律.结果 3种预制孔的翻边高度均表现为从长轴到短轴不断增大,随着预置高度从15 m...     

基于多维度物理参数影响的超高强钢热成形冷却流场仿真分析

目的 研究关键参数对超高强钢热成形模内淬火效果的影响规律,合理选择模具材料和冷却流场空间结构,达到冷却淬火后材料中条状马氏体含量最大的目的.方法 利用流体仿真软件Star–ccm+对超高强钢热成形模具冷却流场进行有限元模拟分析,采用7种不同热导率的热成形模具材料和直径为15、20、25、30、35 mm的冷却管道管径,...     

新能源汽车全空心电机轴径向锻造数值模拟优化

目的 利用Simufact–Forming计算机模拟软件,开发汽车全空心电机轴径向锻造工艺。方法 分析了不同锤头入模角、坯料转速以及径向下压量对成形等效应变的影响,并基于实验结果建立了正交实验模型,引入了指标隶属度和综合成形质量系数。结果 得到了最佳工艺参数组合如下：径向下压量为1.25mm,锤头入模角为8°,坯料转速为40 r/min,轴向进给量为3 mm。结论 根据最佳工艺参数组合进行了产品生产验证,得到了内外表面均较光滑且无折叠情况发生的电机轴产品,其内部金属流动方向性明显,为实现全空心新能源汽车电机轴的批量化生产提供了经验依据。     

6061铝合金飞机溢油口拉深成形研究

目的 掌握深腔薄壁溢油口拉深成形工艺,解决拉深成形过程中起皱和破裂问题,研究各参数对拉深成形的影响规律,最终成形出合格产品。方法 以6061铝合金飞机溢油口为主要研究对象,采用Dynaform有限元数值模拟软件建立有限元模型,分析成对拉深成形对材料流动的影响并与单一拉深成形进行对比,通过改变毛坯外形尺寸、凹凸模间隙和压边力等参数进行拉深成形模拟试验研究,最终通过拉深成形试验验证成形方法及各参数设置的合理性。结果 成对拉深成形能限制单一拉深成形圆弧开口位置材料收缩,改善开口处起皱和变形缺料的现象。随着凹凸模间隙的增大,最大减薄率逐渐降低而后升高,最佳成形凹凸模间隙为1.05t;随着压边力的增大,最大减薄率逐渐升高,最大增厚率逐渐降低,最佳成形压边力为50 kN;凹模圆角半径小于7 mm 时,板料最大减薄率逐渐减小,半径为4 mm时,最大减薄率下降最快,半径在7~8 mm范围内,板料最大减薄率趋于平稳,最佳成形凹模圆角半径为7 mm。结论 模拟得到了毛坯外形尺寸、凹凸模间隙和压边力等参数对拉深成形的影响规律,最终制造出了满足设计要求的产品,验证了各参数设置的合理性。     

PEMFC金属双极板冲压成形数值模拟与实验

目的 研究金属双极板冲压成形过程中各工艺参数和模具结构参数对成形质量的影响。方法 采用Dynaform有限元分析软件对SS304双通道蛇形流道双极板冲压成形过程进行模拟。研究模具圆角半径、模具锥度、压边力、拉延筋等因素对双极板成形质量的影响。结果 增加模具圆角半径和模具锥度可防止双极板破裂。适当增大压边力能有效消除起皱缺陷,设置拉延筋能有效改善坯料流动情况,必要时需设置多重拉延筋使零件成形完全。当模具圆角半径为0.25 mm,模具锥度为0°,拉伸深度为0.5 mm,压边力大小为60 kN,并采用双重拉延筋的情况下,所成形的金属双极板质量良好,无破裂、起皱、成形不足等缺陷。结论 模拟结果与实验结果一致,验证了模拟结果的正确性,可见采用冲压工艺成形金属双极板是可行的。