单工序少无毛边锻造过程预制坯形状优化设计

针对单工锻造在终锻之前一般都需要以镦粗进行预制坯的实际情况，通过刚粘塑性有限元法，以实际锻件超出预定值线部分的体积为目标函数，以镦粗的压下量为优化设计变量，采用黄金分割法对其预制坯工艺化设计进行了研究。并对一轴对称锻件的镦粗压下量进行了优化设计，优化取得了明显的效果。     

控制变形均匀性的锻造预制坯优化设计

锻件变形的均匀程度是衡量锻件质量的一个重要指标，该文以提高锻件的变形均匀程度为优化设计目标，以刚粘塑性有限元为工具对锻造过程优化设计进行了研究。确定了目标函数的表示方法、优化设计方法及优化设计变量。基于刚粘塑性有限元和优化设计基本理论，编制了相应的优化程序，并对一轴对称锻件的镦粗压下量进行了优化设计，优化取得了明显的效果。     

基于响应面法的游艇转向臂锻造工艺优化

针对游艇转向机构中某转向臂在实际生产中出现的充不满的缺陷,设计了以模具预热温度、始锻温度、镦粗台孔深、镦粗下压量、压扁厚度为设计变量,以锻件充形率、终锻力为目标函数的混合水平正交表,通过对正交试验结果进行灰色关联处理,并进行极差分析,得知镦粗下压量、镦粗台孔深对目标函数影响显著。为了得到更优的工艺参数,在正交试验的基础上结合中心复合试验进行再优化,建立了以镦粗下压量、镦粗台孔深为自变量,以锻件充形率和终锻力为因变量的二阶响应面模型,从而得到了该产品的最优工艺参数。经过生产验证,优化后的工艺参数能在较低的成形载荷下锻造出合格的产品,并且消除了充不满的缺陷。     

核电筒体锻件镦粗工艺的云纹法与数值模拟研究

本文用常温云纹法与数值模拟法研究了筒体锻件整体镦粗与局部镦粗工艺的变形规律，得到了整体镦粗工艺的坯料尺寸图。对于在端部内壁处取样的核电筒体锻件，应采用局部镦粗工艺，以锻透取样部位。为避免端部折叠，局部镦粗时单砧压下量应小于１０％。     

气门电热镦制坯与终成形过程模拟及工艺优化

针对气门锻件生产中常出现的问题,综合运用ANSYS和DEFROM软件,对电镦加热、镦粗制坯和终锻成形过程进了模拟,根据模拟结果,提出了气门电热镦粗制坯与终成形工艺优化方法.     

粉末盘预制坯两次镦粗成形工艺的有限元模拟与分析

采用商用有限元软件，对FGH96合金盘坯的两次镦粗成形工艺进行了有限元数值模拟。通过对丕同圆弧半径模具镦粗成形过程的模拟，分析研究了模具圆弧半径对预制坯相对直径比以及镦粗后盘坯变形均匀程度的影响规律，同时对镦粗过程中等效应变速率的变化规律进行了分析，得到了合理的模具圆弧半径的取值范围，从而为粉末盘件预制坯的工艺制定提供了一种新的选择。     

镦粗压下量对Al-Zn-Mg-Cu铝合金锻件组织与性能的各向异性的影响

为了制备高综合性能的超强铝合金锻件,通过硬度、电导率、力学拉伸和剥落腐蚀等测试,并结合多种显微组织观察(OM、SEM)手段,研究了最终道次的镦粗压下量对Al-Zn-Mg-Cu铝合金锻件组织与性能的各向异性的影响。结果表明:随着最终道次的镦粗压下量的增加,锻件综合力学性能基本不变,各向异性先减小后增大;抗腐蚀性能有所下降,各向异性增大,当最终道次的镦粗压下量为20%～40%时,锻件的强度和伸长率以及抗腐蚀性能的各向异性最小,此时得到的锻件综合性能最优。最终道次的镦粗压下量导致的晶粒形状大小的改变和第2相分布的变化是产生这种现象的主要原因。     

板体锻造工艺优化及试验验证北大核心CSCD

优化了板体的锻造工艺,将锻造工艺中的平面镦粗去氧化皮工步优化为成形镦粗,将原镦粗的扁平形状改为中间低两边高的形状,以达到更合理的材料分配。通过优化成形镦粗的形状和高度,将终锻模具的最大等效应力降低了30%左右,终锻模具易磨损位置的磨损量降低了25%左右,达到了提高终锻模具寿命的目的。同时,优化了顶杆的安装位置,在顶杆位置处增加余料仓,增加材料的流动空间,降低顶杆受力,可以有效提高顶杆寿命。试验发现,成形镦粗件的长度对终锻成形的影响不容忽视,成形镦粗件长度应小于锻件长度,否则容易产生折叠缺陷。将试生产锻件与模拟结果对比,可以确认优化后的成形镦粗工步和顶杆余料仓的作用是有效的。     

TC17钛合金压气机前轴颈锻件β锻造工艺优化

采用有限元模拟分析了TC17钛合金压气机前轴颈锻件原工艺的成形过程,发现原工艺的预制坯采用棒材局部镦粗的成形方式不合理,造成了锻件轮盘部位应变过大,杆部应变过小,各部位组织不均匀。通过优化预制坯结构,采用饼坯挤压成形工艺后,显著地改善了锻件应变的均匀性和组织的均匀性,高倍组织为典型的网篮组织,β晶粒得到明显拉长,且晶界α相出现弯折。力学性能测试结果表明,优化后锻件各部位的室温拉伸性能、硬度和低周疲劳性能差异较小,满足相关技术标准的要求。     

基于微观组织优化的锻造工艺预成形及毛坯形状优化设计

以锻件晶粒尺寸细小均匀为目标,以预成形形状设计为对象,提出了锻造成形过程微观组织优化设计方法,构建了晶粒尺寸、锻件形状子目标函数以及无量纲化的总目标函数,确定了预成形形状作为优化过程的设计变量;给出了优化设计的具体步骤,采用微观遗传算法和有限元模拟方法开发了基于预成形设计的锻造过程微观组织优化程序;并对典型的圆柱体镦粗进行了面向微观组织优化的预成形设计,给出了能够获得具有良好微观组织的镦粗成形预成形模具型腔形状。通过分析不同高径比的初始毛坯形状对微观组织优化目标函数值的影响,给出了较为合理的初始毛坯形状高径比取值范围。     

大型管板类锻件锻造质量的高温模拟实验研究

针对我国目前大型管板等饼类锻件心部夹杂呈片状分布并易在小应力下开裂的质量问题,采用高温物理模拟与云纹法相结合的手段,对锻造控制夹杂物形貌进行了综合实验研究。从制坯工艺入手,经过大量系统的科学实验,分析了经不同制坯工艺、成形工艺锻造后夹杂的形状和尺寸变化,从而得出取消制坯时的镦粗工序,采用直拨制坯、双凸成形的新工艺,获得了优选的制坯工艺拔长比、成形工艺镦粗比的匹配值。本文的研究成果对有效控制夹杂物形貌,使之不成为片状,从而提高大型饼类锻件的内部质量,降低废品率,具有重要意义和实际应用价值。     

面向微观组织优化的锻造工艺预成形优化设计及实验研究

以锻件晶粒尺寸细小均匀为目标,以预成形形状设计为对象,提出了锻造成形过程微观组织优化设计方法,构建了锻造成形过程微观组织优化目标函数,并确定锻造成形预成形形状作为优化过程的设计变量。采用遗传算法和有限元模拟相结合的方法,开发了锻造过程微观组织优化程序,对典型的H型锻件进行了面向微观组织优化的预成形设计,取得了较好的效果。并根据优化设计的结果进行了实验研究,优化结果的晶粒尺寸及其分布趋势与实验结果比较吻合。     

面向微观组织优化的锻造工艺预成形优化设计

以锻件晶粒尺寸细小均匀为目标,以预成形形状设计为对象,提出了锻造成形过程微观组织优化设计方法,构建了锻造成形过程微观组织优化目标函数,并确定锻造成形预成形形状作为优化过程的设计变量,给出了优化设计的具体步骤,采用微观遗传算法和有限元模拟方法开发了锻造过程微观组织优化程序,并对典型的圆柱体镦粗进行了面向微观组织优化的预成形设计,取得了较好的效果.     

锻造毛坯形状优化设计的研究

近几年来，锻造形状优化得到了众多学的关注。本对单工序锻造问题的毛坯形状优化进行了研究。以毛坯高径比为优化设计变量，目标函数取为实际锻件超出预定理想直线部分的体积，以黄金分割法进行优化迭代，给出了目标函数的表示方法及计算表达式。并对一典型的轴对称H型锻件的毛坯形状进行了优化设计，取得了明显的效果。     

Finite element simulation and experimental study of hot closed-die upsetting

Close-die upsetting often forms part of the sequence of producing a finished part from a billet in closed-die precision forging. Experiments have been performed to obtain the geometry of the deformed workpiece, and also the forging load as a function of punch movement during the closed-die upsetting. An elastic-plastic finite element program has also been used to simulate the process. In order to obtain realistic results from the simulation, preliminary experiments were carried out to ensure that the thermal parameters were properly introduced. The results obtained from the simulation are in good agreement with those from the experiments. As the FE simulation has been validated by experiment it may be used alone with confidence to generate data for an intelligent knowledge-based system (IKBS) for forging die design which includes similar processes.     

700MW级水轮机主轴内法兰终锻成形工艺数值模拟研究

针对700MW级巨型水轮机主轴内法兰锻造成形要求及其难点,提出应以空心镦粗作为其终锻工艺;数值模拟结果表明,整体空心镦粗可以得到较好的内部变形分布,终锻镦粗变形量应不超过60%;局部空心镦粗降低了对设备能力的要求,对此本文提出了弦线旋转镦粗法,指出为得到较好内部变形分布,上砧送进比η应控制在40%左右,终锻镦粗变形量应不超过60%.本文得到的锻造工艺参数,对纵向厚度相对较小的薄饼状圆环锻件同样具有借鉴意义.     

锻造毛坯形状多目标优化设计的研究

以锻造中形状相对简单的单工序锻件为研究对象 ,采用基于刚粘塑性有限元的基本理论 ,以同时获得净形或近净形锻造和尽可能均匀变形的终锻件为优化设计目标 ,对单工序锻件的毛坯形状多目标优化设计进行了研究。给出了总目标函数和各子目标函数的表示方法 ,确定了优化设计变量和优化迭代方法 ,并以轴对称锻件为例进行了毛坯形状的多目标优化设计 ,取得了满意的效果。     

锻造方式对TC4钛合金小规格板材制备的影响

TC4钛合金小规格板材生产一般采用铸锭镦拔锻造、板坯加热轧制的加工方式进行,对于小规格板材通常锻造时采用镦拔锻造的方式来进行,但组织性能并不能达到相对最优的状态.通过关键过程交叉对比的方式,采用普通自由锻造和镦拔锻造两种加工方式生产出相同尺寸的板坯,再使用相同的轧制工艺进行对比生产,所有的生产环节保持一致性,目的在于探...