管材绕弯成形芯棒的设计与应用

管材绕弯成形易出现外壁破裂、内壁起皱、截面畸变及回弹等缺陷,合理设计芯棒是保证其成形质量的重要手段之一。通过阐述绕弯成形过程和原理,分析芯棒的结构类型,探讨了芯棒直径、伸出量和芯头数目、厚度与间距对管材绕弯成形的影响,并给出芯棒与芯头参数的计算公式和经验,对绕弯芯棒的选择和使用具有一定指导意义。     

DN300大规格90°铜镍合金弯头推制成形工艺研究

随着船舶和海洋石油工程平台的大型化，大规格铜镍合金弯头管件的市场需求随之增加。相较于传统过球法成形的弯头，冷推制弯头工艺具有较高的生产效率和稳定的成形质量。尽管冷推弯头工艺具有较大优势，但成形过程中也存在外侧壁厚减薄破裂、内侧失稳起皱、端面畸变等缺陷。针对DN300大规格90°铜镍合金弯头成形过程中出现开裂、起皱等现象，造成表面质量差、成品率低的问题，本文采用有限元方法，建立DN300大规格铜镍合金弯头冷推模型并进行数值模拟，分析了模具间隙、弯头推杆运动速度和推杆与管坯、管坯与模具之间摩擦系数对大规格弯头推制成形过程的影响，在原有生产工艺的基础上优化弯头成形参数，重新设计制造 DN300 大规格弯头推制成形模具，并进行生产验证，制造出尺寸合格、外形无缺陷的弯头，该工艺研究提高了大规格铜镍合金弯头成形的成品率。     

超大规格5A03铝合金冷拉矩形管生产工艺技术研究

本试验研究了外形尺寸为120mm×80mm×5.0mm的5A03铝合金薄壁管材生产工艺技术。避免了由于矩形管外形尺寸过大而产生的平面凹陷,从而生产出了尺寸精度高、平面间隙小、表面质量好的薄壁矩形管。     

铝合金管材6061自由弯曲成形工艺仿真及优化

金属管材是工业领域中结构承重、输送气体和液体的重要部件。自由弯管成形技术有助于实现管件生产的高精度、高性能、高效率和数字化，其精度控制理论和成形技术的研究具有重要的工业应用价值。本文选择直径 30 mm 壁厚 2.0 mm 的铝合金管材6061为仿真优化对象，通过相关基础实验获得材料的基本力学数据，用于仿真模型参数的表征。同时，结合管材压弯实验验证本构模型成形预测的有效性。在完成仿真模型表征和验证的基础上，对铝合金管材的自由弯曲成形过程进行仿真模拟，分析对比了影响自由弯曲成形的各工艺参数，确定了该工况下最优的移动模与管材间隙大小、摩擦系数和进给速度等。该研究有助于优化管材空间自由弯曲成形工艺，具有一定的工业应用价值。      

基于M-K理论的6016铝合金成形极限曲线预测

近年来,为实现汽车车身轻量化,大量的铝合金材料被用于汽车车身制造,由于6016铝合金具有良好的烘烤性能,被大量使用.但是传统的冷成形技术并不能成形复杂零件,因此热冲压-冷模具淬火成形技术被用到铝合金的成形过程中,板材成形领域中一个重要的性能指标是成形极限.本论文使用理论预测和试验两种方法对6016铝合金成形极限曲线进行了研究.首先,建立了考虑应变强化和应变速率强化的Fields-Bachofen本构方程,并将此本构方程引入到成形极限理论推导过程中;然后,基于M-K凹槽理论,对6016铝合金成形极限曲线进行了理论预测,并且采用Nakazima试验方法对预测结果进行了验证.结果显示,随着初始厚度不均度的增加,预测曲线向纵坐标的正方向移动;通过实验值和预测值的对比发现M-K凹槽理论对成形极限曲线的预测是可行的、准确的.     

5A02铝合金薄壁异形管内高压成形数值模拟及试验

利用有限元分析软件Pam-stamp,对5A02铝合金薄壁异形管的内高压成形(IHPF)过程进行数值模拟,研究管坯危险截面的贴模过程和变形机制,优化内压-补偿加载路径,并进行多次试验验证。结果表明,内高压成形过程中管坯曲率半径大的区域先贴合模具,曲率半径小的区域后贴合,后贴合区域会出现由于壁厚减薄严重甚至开裂的情况;不同加载路径的模拟结果表明,在成形过程中位移补偿与加载压力配合不合理会造成管件的褶皱或破裂,优化位移补偿可避免冲击式变形和过多位移堆积,防止壁厚减薄严重和壁厚增厚。多次的数值模拟和实际试验结果基本吻合,两者在危险截面处的壁厚分布变化趋势一致,验证了内高压成形过程位移补偿能够有效地对管坯成形区补料,利于变形过程中管坯材料均匀流动,从而控制壁厚减薄率;试验结果表明,优化的r6路径是合理可行的,可有效指导异形管的内高压成形过程。     

非规则管坯喷射沉积成形工艺优化及试验验证

提出了基于往复式喷射成形工艺制备大璧厚非规则管坯的近终形成形工艺及其工艺参数优化方法,以实现坯件从CAD设计到喷射成形的快速制备过程。该工艺方法包括三个阶段:非规则管坯的三维CAD设计、分层处理和单层沉积厚度计算;基于沉积厚度与往复速度和质量流率的对应关系,计算满足各层沉积厚度所对应的控制参数;利用控制系统和执行机构对控制参数进行实时控制和调节,采用往复式多层喷射成形工艺制备满足设计轮廓的管坯。通过试验进行了验证,喷射成形制备的管坯形状和轮廓与CAD设计模型较好地一致,表明了该工艺方法的可行和正确性。     

金属塑性成形中的韧性断裂微观机理及预测模型的研究进展

为实现汽车轻量化,同时保证其具有较好的碰撞安全性,高强度-质量比金属板材在汽车制造领域得到了广泛的应用.然而,在传统冲压成形过程中,上述板材（如先进高强钢、铝合金和镁合金等）会出现无明显缩颈的韧性断裂行为.特别是发生在纯剪切加载路径附近的剪切型韧性断裂行为超出了传统缩颈型成形极限图的预测范围.此外,在近些年来快速发展的单点渐进成形中,缩颈失稳被抑制,取而代之的则是无明显缩颈的韧性断裂.以上问题对基于缩颈失稳的传统成形极限分析方法提出了新的挑战,同时也限制了高强度-质量比金属板材的应用及其新型成形工艺的研发.为此,世界各国学者开始普遍关注金属材料韧性断裂预测模型的开发及其应用研究.本文首先从孔洞的演化行为方面出发,对金属韧性断裂的微观机理研究进行了介绍.随后重点评述了韧性断裂预测模型的研究进展和应用现状.最后,对韧性断裂研究的发展趋势进行了展望.本文可以为金属韧性断裂模型的选择、应用及其开发提供有益参考.     

电子束3D打印模型处理对钛合金零件成形精度的影响

模型处理是影响3D打印钛合金零件成形精度的关键因素之一。以电子束3D打印几种典型形状TC4钛合金零件为研究对象,通过对成形零件进行精度检测,分析其在模型处理过程中引起误差的来源,提出了几项改进措施:对于圆柱体轴类零件,将模型精度设置提高到0. 02 mm,可有效提高零件的成形精度;对于点阵多孔零件,提高STL数据的精度并优化切层算法,保持切层前后模型原貌是解决该问题的途径;对于针状细圆柱零件,将相同零件按照同一方向摆放,可以减少摆放角度对偏差的随机性影响;对于异形件,应在满足成形精度的前提下合理布局并减少支撑;对于薄壁零件,增加支撑密度能够有效提高零件悬空部分的成形精度。     

Ti-6Al-4V钛合金热成形极限图及其应用

成形极限是板材成形中十分重要的性能指标和工艺参数,反映了变形过程中板材在塑性失稳状态前的最大变形程度,是进行模具设计和工艺设计的主要依据。目前,国内外学者对室温条件下的板材成形极限做了诸多研究,而热态成形极限由于受温度、润滑、氧化以及应变量测量方法等诸多影响,相关研究相对较少。