AZ31镁合金板料等温拉深

对AZ31镁合金板料在等温条件下的拉深成型性能进行了研究.结果表明:在精确控制压边力以及采用良好的润滑条件的前提下,AZ31镁合金板料在200℃以下具有良好的拉深成型能力;当成型温度为150℃时.极限拉深比为2.0.当在100℃进行拉深时,单位压边力数值最大;单位压边强度随温度的变化规律与拉深成型过程中材料的软化与硬化作用有关.     

工艺参数对汽车用6082铝合金薄板拉深性能的影响

温度和压边力是影响铝合金薄板拉深性能的重要工艺参数。本文主要研究了温度和压边力对6082铝合金薄板拉深性能的影响,研究了薄板拉深后的筒形件在各个测量点处的厚度随拉深温度和压边力的变化。结果表明,拉深后试件的最小壁厚出现在与凸模圆角接触处,最大壁厚在侧壁靠近筒口处。试件的最佳拉深工艺参数为拉深温度300℃,拉深速度250 mm/s,压边力80 kN。按照该参数加工出的筒形拉深件的整体回弹值和凸耳较小,具有较好的形状精度和表面质量。     

镁合金板材的固体颗粒介质拉深工艺参数

提出基于固体颗粒介质成形(SGMF)工艺的镁合金板材差温拉深工艺,并展开试验研究。通过对AZ31B镁合金薄板进行差温拉深成形试验,研究了成形温度、拉深速度、压边力、压边间隙、凹模圆角和润滑条件对拉深性能的影响,确定AZ31B镁合金板料最佳成形工艺参数。结果表明:该工艺可显著提高镁合金板材的成形性能,成形温度及拉深速度对板料拉深性能影响较大,板料最佳成形温度区间为290～310℃,颗粒介质与板料理想温差为110～150℃;压边力和压边间隙对拉深性能产生联合影响;此外,凹模圆角和润滑条件也对拉深性能有一定的影响。当上述工艺参数达到最佳值时成功拉深出极限拉深比(LDR)为2.41的工件。     

AZ31镁合金板材温热冲压数值模拟与实验研究

采用Gleeble3500热模拟实验机进行了单向拉伸实验,分析了AZ31镁合金板材的力学性能;以此实验数据为基础,对温热冲压过程进行了数值模拟,研究了拉深温度、压边力等工艺因素对镁合金板材成形性能的影响;通过极限拉深比实验,对数值模拟结果进行了实验验证。结果表明:在极限拉深温度150℃,极限拉深速度15 mm/s,固定压边力的工艺条件下,极限拉深比能够达到2.5。模拟结果表明:模拟结果和实验结果具有良好的一致性;采用变压边力可以明显提高板材的冲压性能,极限拉深比将达到5.0。     

压边力对AZ31镁合金热拉深成形性能的影响——试验及有限元数值模拟研究

在AZ31镁合金板材热拉深成形过程中,压边力Pb可根据成形特点进行设计,压边力过大、过小会引起试样破裂或起皱,至使成形过程不能顺利进行.利用自行设计的拉深模具,采用加热圈与加热棒连接热电偶的方式对凹模与冲头进行控温;通过对弹簧压下量的控制分别施加固定压边力与渐变压边力来研究压边力对AZ31镁合金热拉深成形性能的影响,并采用正交各向异性屈服准则和Wagoner提出的考虑了应变速率与温度影响的应力-应变材料模型.编制用户子程序嵌入MSC.Marc软件中对拉深过程进行了数值模拟,模拟结果与试验结果具有较好的对照性.结果表明,在其它条件合适的情况下,采用浮动压边力(控制在2kN～10kN),可以成形出无破裂与起皱的合格产品.模拟结果与试验有良好的对照性,证明可以用数值模拟来指导实际成形过程.     

纯钼板材真空环境高温拉深性能研究

在25~870℃温度范围内进行了厚度为2.0 mm纯钼板的单向拉伸试验,建立了高温拉深有限元分析模型。通过数值模拟与试验对比分析,确定了纯钼板高温变形摩擦与温度的关系,研究了成形温度、润滑、压边间隙和模具尺寸对热拉深工艺的影响,并采用优化的工艺参数进行了平底杯形冲头热拉深试验。结果表明,润滑条件对纯钼板热拉深影响最显著,其次是成形温度;在成形温度870℃,拉深速度30 mm/min,有润滑,压边间隙2.5 mm的参数组合下,最大拉深比可达1.94。     

镁合金AZ31B板材热拉深成形工艺参数优化

在不同温度、不同压边力和不同拉深速度下，针对厚度为0．8mm的AZ31B镁合金板材的成形性能用有限元分析软件进行模拟与分析。在25～220℃的温度范围内，采用直径为140mm的坯料进行冲压成形，研究成形温度、拉深速度以及压边力对AZ31B镁合金板成形性能的影响。结果表明：成形温度为200℃时的极限拉深比达到了2.8；成形温度在200℃以下时，随着成形温度的升高。镁合金板材的成形性能越来越好。这证明AZ31B镁合金具有良好的热拉深性能；此外，拉深速度和压边力对AZ31B镁合金的拉深成形也有重要影响。     

镁合金板材颗粒介质拉深工艺参数数值模拟

为提高镁合金板材拉深性能,提出一种基于固体颗粒介质成形(Solid granules medium forming,SGMF)工艺的镁合金板材差温拉深工艺。以单向拉伸试验获取的AZ31B镁合金板材真应力—应变曲线和颗粒材料性能试验构建的介质线性Drucker-Prager本构模型为基础,采用有限元法对板材拉深成形进行热力耦合数值模拟并进行试验验证,研究压边力、压边间隙和温度对板材拉深性能的影响。结果表明:压边间隙和压边力联合控制比单纯控制压边力或是压边间隙更能有效地提高板材拉深性能;AZ31B镁合金板材在拉深过程中对温度有较强敏感性,板材变形温度为250~300℃,颗粒介质与其温差100~150℃时,板材达到最佳拉深性能;颗粒介质能够对工件筒壁部位提供轴向摩擦力,该摩擦力能有效提高材料拉深性能并保证板厚的均匀性,这是SGMF工艺的优势所在。     

液压拉深压边圈设计

在板料拉深工艺中,压边装置对拉深工艺的优化及拉深件的质量有较大的影响。推导出拉深工艺中压边力与行程(拉深深度)的关系式,并根据该关系式设计了可优化拉深工艺的液压压边装置,该装置通过齿轮和齿条结构带动齿轮旋转改变泄压阀设定值来改变压边力,实现了压边力的动态控制;考虑到分块压边圈易造成工件在分块式压边圈接缝处产生凸痕缺陷的问题,设计了S型接缝。依据理论公式,设计了一种简单、实用的拉深压边装置,对于拉深工艺复杂的拉深件,可有效实现拉深中工件不同部位、不同阶段的压边力控制,很好地防止了零件出现起皱、变薄及拉裂等缺陷,减少了拉深次数,降低了成本。     

铝锂合金的温热拉深成形性能

在数值模拟研究压边力、毛料直径、凸凹模圆角半径、变形温度等对5A90铝锂合金板材拉深成形影响的基础上,采用正交试验设计方法对拉深成形工艺参数进行优化设计,并进行相应的拉深成形试验。研究表明,变形温度对拉深成形影响最显著,其次是毛料大小的影响,而变形速度和压边力的大小对拉深成形影响较小。通过对试验结果的计算、分析和总结,获得了5A90铝锂合金板材拉深成形的最佳工艺参数组合,在最佳工艺参数条件下,铝锂合金的极限拉深系数达到了0.45。     

基于IMD材料唯像本构的ABAQUS用户子程序研究

根据ABAQUS显式用户材料子程序VUMAT模块,提出了一个基于CF-DSGZ粘弹性本构理论及弹性预测—塑性校正算法、专用于模内装饰技术(IMD)热压成型数值分析的材料子程序。研究了子程序的数值计算原理及过程。以某IMD材料为例,通过将子程序嵌入ABAQUS软件,对试样进行高温单向拉伸数值模拟,并对比模拟结果与试验效果,验证子程序的准确性。     

V法铸造用EVA吹塑膜与流延膜的热成型性能及各向异性比较

EVA薄膜是V法铸造最为关键材料。EVA薄膜的成型工艺主要为吹塑膜与流延膜二大类。流延膜与吹塑膜最大区别在于薄膜的纵向和横向特性不同。本文在热成型箱实验中设置泡沫栅栏,模拟薄膜在复杂铸造模具上的覆膜过程,研究栅栏的高度及栅栏间的距离对薄膜成型性能的影响;针对这两种薄膜的各向异性,分别作了横向和纵向成型的对比研究。实验结果揭示了吹塑膜和流延膜的不同的热成型性及其各向异性特点。     

塑料碗热成型模设计

分析塑料碗热成型模的结构特点和工艺要求,从排气系统、冲剪结构、热成型参数等方面考虑,提出热成型模的设计方案,并对模具中的主要零件进行了结构设计、分析计算和校核,模具结构紧凑,工作可靠,操作方便,生产效率高,具有一定的参考价值。     

基于火焰加热的微流体器件制造系统

基于玻璃热成型技术设计一种微流体器件的制备系统,该系统基于火焰加热并通过多组电机的顺序控制可实现不同规格微玻璃管的拉制。并通过软件对加热过程中微玻璃管的温度变化建立仿真分析模型,分析加热过程中微玻璃管的温度分布变化,为微玻璃管的加热时间提供借鉴,并对不同加热时间下微玻璃管的软化区域进行探究。通过改变制备系统的加热时间、拉伸电机的转速、加热区域宽度、微玻璃管的型号可拉制出不同型号尺寸的微针、微管道等微流体器件,并利用系统样机进行了基于加热时间、拉制速度、加热宽度的实验,探究各参数对微流体器件形貌尺寸的影响。相比于传统的制备系统,该系统不仅拥有多样化的可调参数,而且可通过更换不同内径的筒夹来实现对不同尺寸微流体器件的制备,使其拉制范围更广。     

冰箱过滤器面板模内装饰注射工艺优化分析

针对冰箱过滤器面板模内装饰(IMD)塑件,采用正交实验法和综合评分分析方法,对IMD塑件进行注射工艺优化分析,并对浇口和冷却系统优化。通过Ansys软件热分析模块分析型芯、型腔温差,使用Moldflow软件分析IMD塑件的翘曲变形,以型芯、型腔温差和翘曲变形量作为IMD塑件质量目标,采用L9(34)的正交实验表,优化IMD塑件工艺参数,结果表明模具温度和保压压力是影响IMD塑件翘曲变形的主要因素,通过对浇注和冷却系统优化使得IMD塑件质量得到较大的提高。     

PVC包装盒热成型模设计

分析了PVC包装盒热成型的工艺特点,介绍了热成型模具的结构、气道的设计特点、冷却水道的结构和密封方式。该模具有效地解决了大批量生产过程中模具模温不易控制的问题,克服了制件脱模以后收缩率大的缺点,实现了大批量自动化生产。     

热成型和吹塑过程CAE技术

在分析热成型和吹塑成型的机理基础上 ,建立了描述塑料热成型和吹塑成型过程的数学模型 ,在分析中 ,聚合物膨胀过程看作是超弹性类似于完全橡胶体的变形 ,材料模型采用Ogden和Mooney_Rivlin超弹性模型 ,在数值分析中 ,采用了薄膜单元 ,控制方程采用La grangian描述 ,应变描述采用Green变形张量 ,应力描述采用二阶Piola_Kirchoff应力张量。并介绍了数值模拟在制品与模具设计等方面的应用     

Simulation of the plug-assisted thermoforming of polypropylene using a large strain thermally coupled constitutive model

Thermoforming is widely employed in industry for the manufacture of lightweight, thin-walled products from pre-extruded plastic sheet and its largest application is in packaging. Over many years attempts have been made to simulate the process and thereby exploit modern computational tools for process optimisation. However, progress in this area has been greatly hampered by insufficient knowledge of the response of polymer materials under thermoforming conditions and an inability to measure this and other processing phenomena accurately. In recent years some address has been made to these problems through advances in measurement technologies, and in particular, the development of high speed, high strain, biaxial testing machines that are designed to replicate the conditions in thermoforming processes. In this work the development of an advanced finite element-based thermoforming process simulation is presented. At its heart is a sophisticated large strain thermally coupled (LSTC) material model for polypropylene, which has been developed after several years of research and is founded directly on biaxial test results at elevated temperatures. This material model has been demonstrated to provide an excellent fit to the biaxial data and to offer a very stable computational platform for the process simulation. The performance of the working simulation was validated through comparison with matching experimental test results, and this enabled investigation of the sensitivity of the process output (in the form of part wall thickness distribution) to changes in a range of other processing parameters. This work confirmed that the process is most sensitive to the parameters controlling plug/sheet contact friction. Heat transfer parameters were also shown to be significant and the requirement for the model to be fully thermo-mechanically coupled has been clearly established.     

Solidification modeling of continuous casting process

The aim of the present work was to utilize a new systematic mathematical-informational approach based on informational macrodynamics (IMD) to model and optimize the casting process, taking as an example horizontal continuous casting (HCC). The IMD model takes into account the interrelated thermal, diffusion, kinetic, hydrodynamic, and mechanical effects that are essential for the given casting process. The optimum technological process parameters are determined by the simultaneous solution of problems of identification and optimal control. The control functions of the synthesized optimal model are found from the extremum of the entropy functional having a particular sense of an integrated assessment of the continuous cast bar physicochemical properties. For the physical system considered, the IMD structures of the optimal model are connected with controllable equations of nonequilibrium thermodynamics. This approach was applied to the HCC of ductile iron, and the results were compared with experimental data and numerical simulation. Good agreement was confirmed between the predicted and practical data, as well as between new and traditional methods.     

无模拉拔成形过程中金属氧化动力学模型

为提高无模拉拔制品的表面质量,优化无模拉拔工艺参数,并预测氧化膜厚度,通过分析变形温度、变形程度等因素对金属氧化过程的影响,针对无模拉拔成形金属锥形管,建立了无模拉拔成形时金属的氧化动力学模型,并与304不锈钢的实验结果进行对比。结果表明,无模拉拔成形过程的氧化动力学曲线呈抛物线-直线复合规律,变形程度增大,变形温度升高,金属的氧化速度加快,氧化膜厚度增加;304不锈钢锥形管无模拉拔成形时,随着拉拔的进行,变形程度逐渐增大,表面氧化膜厚度逐渐增厚,理论预测值和实测值之间的最大相对误差10%;降低感应加热温度、缩短冷热源距离,可以减小金属的氧化程度,有利于提高金属表面质量。