某型号汽车波纹管液压胀形工艺参数优化研究

目的 探究波纹管液压胀形成形技术及液压成形过程,优化波纹管成形效果和减薄率.方法 基于正交试验方案,利用有限元技术对成形过程进行数值模拟分析,研究成形内压、轴向进给路径以及保压力对成形效果和减薄率的影响.结果 综合考虑成形高度、减薄率2个指标,得到的较优工艺参数为成形内压为2 MPa,保压力为1.25 MPa,轴向进给路径为在前0.1 s进给5 mm、后0.9 s匀速进给至模具闭合,此时成形高度为12.01 mm,减薄率为9.9％.结论 通过正交试验设计分析,轴向进给路径既是成形高度的显著性影响因素,又是减薄率的显著性影响因素;同时,单独优化一个指标(成形高度、减薄率)时,另一个指标性能会下降,根据正交试验优化结果选取最优参数组合进行模拟验证,得到的试验结果其综合成形质量较高.     

椭球壳液压胀形过程焊缝建模方式的研究

为了研究焊缝区域有限元建模方式对椭球壳胀形过程轴长变化规律的影响,提出3种焊缝建模方式:即完整焊缝模型,粗略焊缝模型与无焊缝模型。首先进行初始轴长比为1.8的椭球壳的液压胀形实验研究,得到轴长随内压力的变化规律。其次进行了3种建模方式的椭球壳胀形过程的数值模拟,对比数值模拟和实验过程轴长变化规律,分析建模方式对模拟精度的影响。结果表明:在变形初期,3种建模方式的模拟精度相近,尺寸偏差均小于4%;但是在变形中后期,无焊缝模型的模拟精度较差,最大尺寸偏差达15%;粗略焊缝模型和完整焊缝模型都能较好地预测轴长的变化规律,且尺寸偏差不超过5%。综上所述,粗略焊缝模型既能简化建模方式,又能较好地预测椭球壳胀形过程轴长的变化规律。     

大口径铝合金波纹管电磁胀形数值模拟

目的研究大口径铝合金波纹管电磁成形过程及工艺参数对成形效果的影响规律。方法针对波纹管现有制造工艺——压弯和焊接复合成形存在压痕严重、焊缝多和可靠性不高等问题,提出采用电磁成形波纹管的方法,并基于ANSYS建立了波纹管电磁胀形的三维有限元分析模型。结果揭示了波纹管电磁胀形过程中的应力应变分布规律,发现波纹区域和过渡圆角区域是应力和应变集中区。采用单因素实验方法,获得了放电电压和线圈匝数对成形质量的影响规律。结论在波纹管电磁胀形过程中,波纹区域的应力和应变均呈圆环带状分布,波纹管的壁厚在波纹的波峰处达到最小,最大减薄率为10.67%。放电电压和线圈匝数都存在一个最佳值。放电电压过小时,成形不足,放电电压过大时,工件高速碰撞模具,引起较大反弹,导致最终贴模性较差;线圈匝数也对成形质量有一定的影响,在本次模拟实验中,11匝线圈作用下的工件贴模性最佳。     

不锈钢球壳无模液压胀形过程的有限元模拟

用弹塑情限元对不锈钢球壳液胀形过程进行了数值模拟，给出了胀形过程中壳体外形和焊变化规律，分析了应力应变及残余应力分布规律，并与试验结果进行了比较。     

球形件液压胀形成形方案探究

目的解决球形件传统成形工艺冗余、困难的问题。方法提出了3种液压胀形成形方案,并利用有限元软件Dynaform,对每种方案进行了数值模拟。结果通过模拟分析,确定了各方案最佳模拟结果,获得了各方案壁厚分布情况,明确了成形缺陷形式以及产生的原因。最小壁厚位于球心横截面处,是危险区;当合模补料130 mm时,模拟结果显示最大壁厚减薄率最小,为16.5%。结论利用液压胀形可以成功成形球形件;补料方式对成形结果有很大的影响,合模补料成形质量最优,端头补料次之,无补料最差。     

材料参数及静水压力对超塑性胀形影响的数值模拟

本文将含有变形损伤的本构关系引入刚粘塑性有限元程序,用于超塑性胀形的数值分析,讨论了应变速率敏感性,孔洞长大及静水压对极限成形应变的影响,并与文献发表的实验结果进行了比较。     

带壁厚偏差管坯液压胀形加载路径的研究

建立了带壁厚偏差管坯液压胀形的力学模型,揭示了不同轴向应力状态下壁厚偏差对管坯成形的影响规律,给出了带壁厚偏差管坯液压胀形加载路径设计的标准.针对某重型卡车桥壳预成形管坯的液压胀形工艺,进行了3种不同壁厚偏差管坯在不同典型加载路径下的有限元模拟,结果表明:内压升高至最大保持恒定,管坯薄壁侧均在合模前发生开裂且薄壁侧与厚...     

刚塑性有限元法求解护环的液压胀形问题

本文用刚塑性有限元法分析了护环的液压胀形问题。研究了对于外载荷作用边界上位移速度不能给定问题如何求解的方法。计算出了胀形全过程中护环的应力、应变分布,外形尺寸和载荷的变化,以及最佳工具参数。计算结果和实验符合较好。     

低碳钢薄壁焊管液压胀形行为

为了研究焊管液压胀形过程的变形行为,在管材胀形性能测试系统上进行了不同长径比条件下低碳钢(STKM11A)薄壁焊管的胀形实验,获得了焊管的壁厚分布规律、胀形区轮廓形状、极限膨胀率和应变分布规律。结果表明:管材焊缝区的减薄率仅为2.4%~5.5%,等效应变仅为0.05~0.10,变形程度相对母材区较小,主要发生几何位置移动。环向壁厚的最薄点位于以焊缝为中心的对称两侧士30°位置处。随着胀形区长度增大,管材破裂压力、减薄量、极限膨胀率均发生减小,胀形区轮廓逐渐偏离椭圆形,当长径比达到2.0时,已不再适合用椭圆函数描述。此外,胀形区长度增大过程中,管材从双拉向平面应变状态发生转变,在此基础上建立了焊管的成形极限图。     

锥台式壳体胀球时壳体的结构形式

介绍了锥台式壳体胀球时的结构形式及成球后的参数变化情况,并通过理论分析得出了锥台式结构壳体液压胀形时壳体发生失稳起皱的原因,给出了圆锥台的节数、壳体的半径、壁厚及焊缝强度对壳体变形的影响关系,为采用锥台式结构胀球的壳体结构设计提供了一定的理论依据.     

铝合金薄壁波纹板充液成形工艺研究

目的解决航空铝合金薄壁波纹板爆炸成形工艺成形效率低且成形质量差的问题。方法提出了3种充液成形工艺方案,利用有限元分析软件对3种成形方案进行了对比分析,并且对最优方案进行了试验验证。结果有限元分析结果显示,双面加压充液成形方法能够使零件的各部分变形均匀,避免了在充液成形过程中因摩擦力作用导致的局部变形过大产生的开裂,有效地提高了材料的成形能力。结论双面加压充液成形方法能够成形出轮廓精度高、表面质量好的铝合金薄壁波纹板。     

铝合金马鞍形件充液成形工艺模拟分析

目的研究板材充液成形柔性制造高精度、高质量马鞍形件的工艺方法。方法利用有限元动力学显示分析方法,对充液拉深和液压胀形两种成形工艺方案进行分析,并对比分析减薄率和成形极限图判断工艺方案的合理性。结果针对铝合金马鞍形件,通过对比分析2种方案,充液拉深工艺中的最大减薄率达到14.3%,液压胀形最大减薄率为7.2%,位置均在型面补充件的顶部,2种方案的成形极限都在安全区域内,未见破裂现象。结论通过工艺模拟分析,得到对铝合金马鞍形件,采用一模两件液压拉深成形工艺较合理,成本较低,加工周期短,加工效率高,成形精度高。     

空心双拐曲轴加载路径优化与成形规律

目的研究加载路径对空心双拐曲轴成形效果的影响。方法基于有限元分析软件,对304不锈钢双拐曲轴内高压胀形工艺进行有限元仿真,分析了加载路径对双拐曲轴胀形高度与壁厚的影响,并对开裂、起皱等缺陷产生的原因进行分析,最后,根据数值模拟结果,对双拐曲轴进行实际成形试验,并将数值模拟结果与试验结果进行对比。结果成形压力小于20 MPa时,管坯产生起皱;成形压力大于60 MPa时,管坯产生开裂。通过试验获得了壁厚分布均匀的双拐曲轴零件,并且数值模拟结果和试验结果基本一致。结论轴向进给大、内压不足容易导致过渡圆角处起皱;轴向进给小、内压过大容易导致拐部顶端开裂。只有设置合理的加载路径才能成形出壁厚均匀性好,胀形高度达到要求的双拐曲轴。     

基于内高压成形方法的航空发动机空心叶片工艺设计

目的成形精度更高、质量更好的航空发动机钣金空心叶片。方法对空心叶片的结构进行分析,设计出了一种带有刚性凸模的内高压成形方法。根据塑性变形理论分析了零件的受力状况,根据所制定的工艺路线建立了有限元模型,对成形过程中的不同的管坯直径、内压大小、刚性凸模尺寸等工艺参数进行了仿真。结果得到了成形空心叶片的最优的工艺路线和工艺参数,有效抑制了零件的过度减薄和回弹等现象。结论通过此带有刚性凸模的内高压成形方法,可以很好地实现该零件的虚拟成形。     

可膨胀筛管外壳膨胀性能的数值分析

 为提高保护外壳的膨胀性能,提出了圆形波纹管形式外壳的设想,并采用非线性有限元方法分析了其膨胀性能。数值计算结果表明,圆形波纹管可以实现较小的应力和较大的位移补偿。外壳的波纹半径与其膨胀性能紧密相关,波纹半径制约着外壳的膨胀均匀度和圆度以及施工难易程度,随着波纹半径的增加,膨胀力和膨胀后的不圆度减小,但膨胀后与套管内壁的接触面积也随之减少,波纹管的合理波纹半径应为8～14 mm。波纹管壁厚对其膨胀力和应力储备系数的影响均不大,但制约了可膨胀筛管的外径和内部构件的尺寸,可膨胀筛管外壳波纹管的合理壁厚为2 mm。     

铝合金矩形截面管充液成形工艺研究

目的研究低延伸率和低厚向异性指数的铝合金管,在充液成形过程中的材料变形行为。方法采用低压预成形的方法来改善管坯材料的流动,并与传统不带内压的预成形结果进行了对比。结合有限元分析手段研究了铝管弯曲过程管坯尺寸、弯曲半径的选择对零件壁厚分布的重要性。结果有限分析方法结合试验研究表明,低压预成形可以有效抑制铝合金弯曲轴线管件的开裂。结论初始管材截面外壁周长应等于或略小于模具截面内壁周长;弯曲半径的选取要兼顾弯曲工艺难度和管坯贴模度;低压预成形能够大大改善矩形截面过渡圆角区的材料流动,避免破裂、死皱等典型缺陷的发生。     

Deformation Analysis of Notched Rubber Specimens

Abstract:  The influence of the initial crack tip radius on the strain distribution in the vicinity of the blunted crack tip was determined experimentally by an optical full-field strain analysis method. These experimental results were compared with the calculations of the commercial finite element code ABAQUS 6.4-1. For the simulation a suitable hyperelastic material law was chosen and fitted to experimental data of three different tests (uniaxial tensile, planar tensile, biaxial tensile). Two different elastomer grades (SBR and EPDM) were selected for the experimental work. The utilized optical full-field strain analysis method based on the image correlation technique was found to be an effective tool to determine strains, strain distributions and gradients near to the crack tip for elastomeric materials. Different material behaviour was observed for the two rubber types investigated. While the crack tip was regularly blunted (half circle shape) for EPDM and the strain gradient was low (less steep), the crack tip was sharp (less blunted) with a higher strain gradient for SBR.     

二维Burgers方程的RKDG有限元解法?

本文应用RKDG有限元方法求解具有周期边界条件的二维非粘性Burgers方程,并给出稳定性分析和误差估计。基于一致网格剖分,采用Q1矩形元和广义斜率限制器进行数值模拟。在相同网格剖分下与三角元相比,矩形元剖分的自由度较少,计算复杂度低,易于实现。