翅片油箱换热性能的数值模拟

为提高液压外骨骼机器人油箱的换热性能,采用CFD数值模拟方法,对不同翅片结构的圆环形槽翅片油箱流动传热性能进行了三维数值模拟,得到了不同入口风速下翅片表面平均换热系数、进出口压降和综合评价系数JF因子随翅片结构变化的特性曲线。研究结果表明:翅片厚度在0.5~0.9 mm时,换热系数随翅片厚度的增加而减小,同时压降随厚度的增加而增大;翅片间距在2.1~2.9 mm时,换热系数随翅片间距的增大而增大,同时压降随间距的增大而减小;翅片高度在10.5~14.5 mm时,换热系数和压降都随翅片高度的增加而增大。研究结果表明:当翅片厚度为0.5 mm,翅片间距为2.9 mm,翅片高度为12.5 mm时,翅片单元整体综合换热性能最优,仿真结果为翅片油箱结构优化设计提供了参考。     

狭缝节流静压气体止推轴承性能研究

为研究狭缝节流气体止推轴承流场特性,利用运动方程、连续性方程及气体状态方程推导了流场的压力分布公式、质量流量公式和最佳刚度条件,并在一定的参数条件下计算了轴承的承载和刚度。理论分析和计算结果表明,在其他参数相同的条件下,轴承的承载力和质量流量随狭缝的宽度的增加而增加;随着狭缝深度的增加而减小;在其它结构参数相同的条件下,随着狭缝深度的增加,最大刚度对应的气膜厚度逐渐减小,最大刚度值增加;随着狭缝宽度的减小,最大刚度对应的气膜厚度逐渐减小,最大刚度值增加。     

定向退火条件下柱状晶形成及连续扩展的相场模拟

基于定向退火条件下的移动热区模型,采用相场法研究定向退火条件下热区宽度对多晶材料中柱状晶形成及连续扩展的影响。模拟结果表明:增加热区宽度有利于形成柱状晶结构,且所得柱状晶的长宽比随着热区宽度的增加而增大;当热区移动速率一定时,柱状晶连续扩展所需临界热区宽度小于形成柱状晶所需临界热区宽度;当热区宽度大于初始晶粒直径的1.5倍时,热区宽度对柱状晶连续扩展的热区移动临界速率的影响很小。     

滑动轴承贫油润滑特性分析

基于广义Reynolds方程,建立圆柱滑动轴承贫油润滑模型,分析了入口油膜厚度对滑动轴承贫油润滑性能的影响。数值计算结果表明:在载荷和转速不变时,供油条件明显影响油膜收敛区的油膜厚度、承载力等参数;随入口油膜厚度的增加,滑动轴承承载区油膜厚度、端泄流量、有效承载面积增加,而轴承偏心率和油膜起始角随供油量的增加而减小。     

SMAW焊缝成形工艺参数研究

对20~#钢在不同工艺参数下进行SMAW堆焊试验,分析了焊接电流、焊接电压、焊接速度对焊缝成形的影响趋势。结果表明,其他参数一定时,随着焊接电流的增加,焊缝计算厚度和熔宽增大,焊缝成形系数减小,余高略微增加;随着焊接电压的增加,焊缝计算厚度减小,熔宽增大,焊缝成形系数增大,余高略微减小;随着焊接速度的增加,焊缝计算厚度和熔宽减小,焊缝成形系数减小,余高略微减小。焊接接头各区域组织变化明显。随着热输入量增加,过热区宽度明显增加,晶粒粗化严重。     

镁合金空心坯料挤压成形工艺研究

对挤压成形过程中的坯料尺寸及模具形状对成形的影响进行了计算机模拟。由模拟结果可知,在采用无芯轴凸模挤压时,挤压力随着行程的增加而增大,随着空心坯料内径的增大,挤压力增加的速度减慢,但最大挤压力变化不大。在采用带芯轴凸模挤压时,最大挤压力明显减小,随着芯轴直径的增加,最大挤压力是逐渐下降的,最大挤压力可以降低25%以上。     

扩展组合模连续铸挤铝管材的挤压力分析(英文)

为了确定管材扩展组合模连续铸挤过程的变形力,将金属扩展组合模的模腔划分为导流区、扩展区、分流区、焊合区和定径区,分析各区金属的受力状态;用切块法建立各区应力计算公式。将金属连续铸挤型腔划分为液相区与半固态区、固态初始夹紧区和固态夹紧区,建立管材连续铸挤挤压力计算公式。在自行设计的连续铸挤机上进行铝管扩展组合模连续铸挤实验并测量其挤压力,获得的径向挤压力实验结果与理论计算结果吻合。     

工艺参数对AZ31镁合金等通道转角挤压过程中挤压力的影响

建立了等通道转角挤压有限元分析模型,对不同模具内角、外角半径以及不同摩擦系数条件下的等通道转角挤压过程进行了模拟,分析了模具内角、外角半径以及不同摩擦系数变化对挤压过程中挤压力变化和各阶段挤压力峰值的影响,并以AZ31镁合金为试验对象进行了挤压试验,获得挤压力变化曲线,对模拟分析结果进行了验证。结果表明:模具内角对挤压力大小有较大影响,各挤压阶段内挤压力峰值随内角增加而显著减小,而模具外角半径增加仅减小TA段内挤压力峰值,对TB和TC挤压力影响较小;摩擦系数对挤压力大小影响明显,随着摩擦系数的增加,挤压力不断增加,TA和TB段内挤压力峰值呈线性增加。     

高温钢板连续喷水冷却换热系数的研究

采用有限差分法建立了高温钢板连续喷水冷却过程中一维非稳态传热条件下冷却水换热系数的计算模型,将试验测量到的数据应用该模型计算出了试验过程中冷却水与高温钢板间的换热系数[h。]分析结果表明：在流量一定的情况下,压力对换热系数的影响较明显,而在压力一定的情况下,流量对换热系数的影响较小,冷却水的换热系数随喷水密度的增加而增大,随钢板表面的温降呈先增加后减小的趋势。总结出了钢板表面温度为400～1 000 ℃,喷水密度为90～180 L/(m2·min)的条件下,喷水冷却换热系数[h]的经验计算公式。     

Cu-Al复合板尺寸对导电性能的影响

利用有限元分析软件模拟计算了Cu-Al-Cu复合板参数对导电性能的影响。模拟结果表明,在加载一定的情况下,Cu-Al复合板的导电性随着铜层厚度的增加而提高,Cu层厚度超过0.5mm,Cu层厚度变化对复合板阻抗影响很小;当Cu-Al复合板宽度保持一定时,随着复合板厚度的增加,复合板的阻抗呈明显的下降趋势,但复合板厚度的增加对复合板导电性能的影响越来越小;当Cu层厚度保持一定时,随着复合板厚度的增加,复合板的阻抗逐渐减小,随着复合板宽度的增加,厚度对其复合板阻抗的影响也越来越小。     

工艺参数对铝连续挤压包覆护套成形的影响(英文)

基于DEFORM3D模拟软件,针对连续挤压包覆过程中模腔流动通道长度和挤压轮转速对铝护套产品的影响进行有限元模拟分析,并进行实验验证。结果表明,模腔中流动通道长度对改善金属流动的均匀性、产品的弯曲角度和横截面的椭圆度发挥重要的作用,增加流动通道长度,可以使产品的流动速度变得均匀,产品的弯曲角度接近理想的零值,并可以获得良好的截面形状;当使用较长的流动通道时,挤压轮转速对产品的弯曲角影响不大。     

挤压凹模型面对镁合金管材挤压力的影响

采用MSC.Marc软件对不同凹模型面管材挤压成形过程进行数值模拟,分析半模角α和凹模曲面形状对挤压力的影响,并通过镁合金管材挤压实验进行验证。研究发现,随着半模角α的增大,曲面模的挤压力有变小的趋势;当半模角α在60°~70°范围内,锥模的挤压力最小,材料利用率也最高。     

Effect of extrusion wheel angular velocity on continuous extrusion forming process of copper concave bus bar

The continuous extrusion forming process for producing large section copper concave bus bar under different extrusion wheel angular velocities was studied by three-dimensional finite element technology based on software DEFORM-3D. The rigid-viscoplastic constitutive equation was employed in the model. The numerical simulation results show that the deformation body flow velocity in the die orifice increases gradually with the increase of the extrusion wheel angular velocity. But slippage between the rod and extrusion wheel occurs when the extrusion wheel angular velocity is high. The effective stress near the die orifice enhances gradually with increasing extrusion wheel angular velocity. High stress is concentrated in adjacent regions of the flash gap. The effective strain gradient is greater near the abutment than that near the die orifice. The effective strain of the product increases gradually with increasing extrusion wheel angular velocity. In the deformation process, the deformation body temperature increases remarkably due to friction and deformation. So the cooling is necessary in the region of the die and tools.     

界面滑移对阶梯滑块轴承润滑行为的影响

目的 研究入/出口阶梯面界面滑移对阶梯轴承油膜厚度和摩擦因数的影响。方法 通过建立考虑入/出口阶梯面不同程度的界面滑移的一维阶梯滑块模型,求解不同入/出口滑移比例下的油膜厚度和摩擦因数。在阶梯滑块工作面制备含氟类金刚石涂层（F-DLC）,在平行间隙条件下研究了有无含氟类金刚石涂层对油膜润滑性能的影响,并与理论计算结果进行比较。结果 当滑移只发生在入口阶梯面时,随着滑移程度的增大,油膜厚度增大,摩擦因数减小;当滑移只发生在出口阶梯面时,随着滑移程度的增大,油膜厚度减小,摩擦因数减小。当润滑油在入口和出口阶梯面均发生滑移时,会产生油膜厚度及摩擦因数同时减小或油膜厚度增大而摩擦因数减小2种结果。试验结果表明,F-DLC涂层阶梯滑块的膜厚最大且摩擦因数最小,没有涂层的结论与之相反。产生这一特殊现象是由于润滑油在阶梯滑块入口区和出口区的滑移程度不同。由于激光加工形成了微凸体结构以及F-DLC涂层的协同作用,入口区的滑移程度比出口区的大,从而膜厚增大;同时滑移的存在使其摩擦因数降低。结论 在入/出口的界面滑移对阶梯滑块轴承的影响下,会产生2种结果,得到了可以同时满足油膜承载力增大且摩擦因数减小的入...     

超越离合器壳体的冷挤压成形加工技术

超越离合器壳体是一种具有复杂内孔型腔的盘状类零件,其异型型腔的加工非常困难。通过控制金属流动,采用合适的凸模结构及合理的坯料形状,对离合器壳体内孔型腔进行了冷挤压成形加工。与传统的切削加工工艺相比,采用冷挤压工艺生产的离合器壳体内孔型腔不仅表面光洁度高、尺寸精度高、尺寸一致性好,而且内孔型腔不再后续机械加工就能满足离合器壳体的设计要求;同时还能够节约材料15%～25%、提高生产效率10～15倍。     

6201铝合金管材连续流变扩展挤压过程中温度场和流场的数值模拟(英文)

利用自行设计的连续半固态扩展挤压成形装置制备6201铝合金管材,并采用数值模拟研究此过程的温度场和流场分布规律。结果表明:辊?靴型腔内合金的温度从入口到出口处逐渐降低,等温线向轧辊侧偏移,金属流动速度沿工作辊表面向辊靴表面依次递减。在扩展挤压模具内,合金呈放射状填充到模具中,温度由入口到出口处逐渐降低,且模具扩展腔中心的温度高于壁面的温度。分流孔中心位置和焊合部位对应的成形管材截面流线密集,此处相应的金属硬度也高,在两者之间出现8条流线的舒缓过渡带。为制备表面质量良好的6201铝合金管材,合理的浇注温度为750～780°C。     

钢管全浮动芯棒连轧过程的三维有限元分析

借助于有限元分析软件MSC.SuperForm对钢管8机架全浮动芯棒连轧过程进行模拟,分析了连轧过程轧件的应力应变分布特点.分析表明,各机架沿孔型宽度方向的压下不均匀导致了轧件在孔型宽度方向(尤其在孔顶和辊缝处)变形的严重不均匀,轧件断面特定点(孔型开口和孔顶)在轴向上应力具有拉-压-拉属性,且规律性很强.此外,研究了芯棒摩擦对连轧过程力能参数、轧制壁厚精度的影响:随芯棒摩擦系数的增大,各机架出口轧件断面横向壁厚不均度增加,同时轧制力、芯棒轴向力明显地增大.因此在实际生产中要尽力改善芯棒的润滑效果,减小其不利影响.     

等壁厚双层管半固态共挤压成形的数值模拟

通过ABAQUS软件模拟铝合金(A356)及镁合金(AZ91D)双层复合管的半固态反挤压触变成形过程。在内外层管壁厚相等的条件下,系统研究了温度场、应力场、流场、界面间接触力等在不同挤压速度下的分布规律。研究发现,随着挤压速度的增大,界面之间的接触力逐渐降低。当速度一定时,两坯料界面间的X向的接触力随着内部坯料镁合金比例的增加而增加,且此接触力和内外组合坯料的位置相关。模拟结果为优化复合管触变挤压工艺和模具设计提供重要依据。     

挤压缩口工艺中缺陷的研究

针对钻杆接头挤压缩口成形过程中产生连皮四周出现缺肉及折叠缺陷的现象,采用三维有限元模拟软件Derform-3D,对整个缩口过程及成形影响因素进行了模拟分析,发现缺陷的产生主要是由反挤压与缩口同时进行时成形件底部金属复杂流动引起的.通过对冲头形状、凹模型腔及摩擦系数等成形影响因素分析,确定出缩短冲头长度、适当增大冲头直径...     

宽展挤压模具正交试验研究

宽展模具的结构参数(入口宽度、出口长度、宽展模的高度、工作带的基准长度、模孔的位置)对SDV值(流速均方差值,该值越小,挤压过程越稳定)存在影响,在模具设计中,更重要的是确定这些参数对流速均方差的影响。针对上述问题,本文在数值模拟的基础上,采用正交试验法,对铝型材产品FD-Awdd-7生产中所用的宽展模具进行了研究,在这些模具结构参数中,对挤压流速均方差有显著的影响的参数包括：宽展模的入口长度、模孔位置以及宽展模入口长度与宽展模出口长度的交互作用。