线材热轧过程的三维热力耦合有限元模拟

运用有限元软件MSC.MARC及其接触分析技术,准确模拟了高速线材中轧区五道次热连轧过程.采用真实尺寸,计算并分析了轧制过程中的金属流动、轧制力、轧制力矩、应力、应变以及温度场等的变化规律,模拟结果为工艺参数的优化提供了依据,也对实际生产有重要的参考价值.     

板带热轧三维有限元热力耦合仿真分析

采用更新的Langrange方法及大变形热力耦合有限元法对热轧过程进行了热力耦合仿真分析,经过多道次轧制仿真后,得出了轧件的温度场和轧制力分布以及每道次轧件入口与出口温度大小及轧制力的大小,并进行了现场工业实验对仿真结果进行了验证,计算结果表明,仿真所得结果与实测结果误差很小,均在5%之内,从而证明模型是正确的,能够很好的运用于热轧过程的参数计算和研究,并对以后热轧工艺参数匹配规律研究以及板形控制研究提供重要的分析平台和起到重要的指导作用.     

精轧区带钢热轧热力耦合有限元仿真

根据实际生产工艺,借助MSC.MARC有限元分析软件,建立宽带钢多道次热连轧有限元模型,对宽带钢的轧制过程的温度场、轧制力特性等进行了仿真研究。仿真结果与实测值误差非常小,终轧温度与实测温度误差在±13°C以内,各道次轧制力与实测值误差在±10%以内。在此基础上,讨论不同工艺参数对带钢温度场,轧制力的影响,为优化轧制工艺提供理论依据。     

单榫头叶片精锻三维热力耦合有限元模拟

叶片是航空发动机中一类量大面广的重要零件,精锻是叶片锻造的发展趋势。叶片精锻过程属于高温大变 形过程,坯料与模具和环境之间存在着热交换,同时塑性变形功以及坯料和模具间的摩擦功不断转化为热能,其结 果促使坯料内的温度场不断发生变化,进而影响到坯料的变形行为,并进一步影响锻件的微观组织及机械性能。因 此,本文采用三维热力耦合有限元数值模拟技术,利用自行开发的叶片锻造过程三维刚粘塑性热力耦合有限元模拟 系统对单榫头叶片精锻过程进行了模拟分析,研究了叶片精锻成形规律。该研究对制定叶片精锻工艺以及发展叶 片精锻技术具有重要的理论意义和实用价值。     

楔横轧三维热力耦合非线性有限元模拟

通过模拟线、棒材实际轧制条件下的组织演变过程,并结合控制轧制理论,提出几种不同于原有轧制条件的工艺.模型模拟计算的结果表明,改变初始的轧制条件,如降低轧制过程中各道次的变形温度或降低终轧区的变形温度、增加末道次应变速率等方法均有利于最终轧制道次奥氏体晶粒尺寸的减小.为模拟计算所开发的模型实现了可视化,大大方便了过程模拟,同时也为经济有效地优化加工工艺提供条件.在轧制过程中,合理控制产品的微观晶粒尺寸为后续钢材冷却处理提供组织上的保证,同时也可提高成品的综合力学性能.     

微张力减径过程热力耦合有限元模拟

根据某厂十机架微张力减径机组轧制工艺,采用大变形弹塑性有限元法建立了管坯连轧三维热力耦合计算模型,并对实际工艺过程进行数值计算,得到了连轧过程中轧件的温度场、应变场和应力场分布规律。基于计算结果,分析了管坯壁厚分布规律、机架力能参数分布。所得结果与现场设定、实测结果吻合良好,表明了该计算模型的有效性。该模型可为现场张力减径工艺过程离线分析提供有力帮助。     

摩擦焊接过程的热力耦合有限元分析

采用热力耦合有限元分析方法,综合考虑摩擦焊接过程中不同的产热机制、随温度变化的材料性能、飞边形成及摩擦系数随速度、温度、压力的变化规律,直接由焊件材料的性能参数及设定的焊接规范参数(轴向压力与转速随时间的变化曲线)对焊接全过程的焊接参数(摩擦转矩、轴向缩短量及平均温度)、物理参量场(温度场、应力场、变形场)及焊合区金属晶粒尺寸的变化规律进行了数值模拟,得到了焊接过程中摩擦表面上切应力、加热功率、温度及轴向压应力的分布及变化规律,实现了对焊合区金属晶粒尺寸的数值模拟。     

前轴精辊制坯过程的热力耦合有限元分析

采用有限元软件Deform_3D,通过三维刚塑性热力耦合有限元方法模拟汽车前轴精制坯辊锻成形过程,分析了三道次辊锻过程中坯料的金属流动、温度场、模具受载情况,并将模拟得到的辊锻件与试验生产的辊锻件进行对照,结果一致,为进一步掌握前轴精密制坯辊锻成形机理、制订合理的工艺参数提供了可靠的理论依据.     

双粗糙面滑动摩擦热力耦合有限元分析

建立了双粗糙分形表面滑动摩擦的热力耦合模型,综合考虑了随温度变化的材料性能、材料的弹塑性变形及摩擦副的磨损失效等因素,以摩擦材料的性能参数及设定的材料损伤参数为实例对双粗糙分形表面滑动摩擦全过程的温度场、应力场及磨损进行了数值模拟,分析得到了滑动摩擦过程中摩擦界面最高接触温度、接触应力的分布、磨损率及其变化规律,实现了对双粗糙面摩擦磨损情况的模拟及预测。     

基于线材轧制成型的三维热力耦合弹塑性有限元研究

运用有限元软件MSC.MARC及其接触分析技术,准确地模拟出了高速线材中轧区五机架热连轧过程。轧件与轧辊均采用真实尺寸,计算并分析了轧制过程中的金属流动、轧制力、轧制力矩、应力与应变的变化规律,特别是分析了轧件在各道次轧后温度场的分布值,模拟结果准确可靠。基于此可为工艺参数的优化提供依据,也对实际生产有重要的指导意义。     

铝合金热轧过程塑性变形分析

根据弹塑性热力耦合大变形有限元理论,获得热轧过程中的数值仿真模型,分析轧制过程中轧件单道次轧制的变形规律以及平均应变率、摩擦因数等参数对轧制变形的影响。计算结果表明,轧件的应变在轧制过程中逐渐增大,并且在轧件表面的应变要大于其中心应变;轧件表面在轧制入口处应变率最大,轧件中心最大应变率发生在接触区约1/3处;轧件表面应变受摩擦因数的影响较大,轧件中心处应变及整体应变率受摩擦因数影响较小。     

板材热连轧过程的计算机仿真

利用热力耦合大变形有限元理论对热轧过程中金属的变形、温度及其影响因素,连轧温降等方面进行深入的研究,并在不同的轧制条件下,对热轧变形过程的温度场、变形情况及金属流动等进行了实测,将实测结果与计算机模拟结果进行对比,二者吻合良好。     

环件轧制的热刚塑性耦合有限元分析

提出了一种适用于稳态轧制过程的热刚塑性耦合有限元方法，并依此对环件轧制过程进行了三维分析。结果表明，该方法能较精确地反映出环件轧制中各物理量变化规律。因此，为实现环件轧制过程的ＣＡＤ／ＣＡＭ奠定了基础。     

楔横轧轧件轴向变形研究

采用三维弹塑性有限元模拟了楔横轧的轧制过程,分析了轧制过程中金属沿轴向的相对变形规律。在比较不同工况轴向相对变形程度的基础上,获得了模具主要工艺参数对轧件轴向延伸产生的影响。研究结果对于选择合理的模具工艺参数,避免轧件成形缺陷,保证零件质量起指导作用。     

金属切削过程热力耦合的三维数值仿真

以金属块体为研究对象,利用动态显式积分有限元程序对金属的切削过程进行三维热力耦合分析,讨论切削过程数值模拟关键技术,展现切屑的形成、工件与刀具的接触、分离和摩擦,给出切削过程中工件和切屑中的温度、应力和应变分布的变化情况,分析切削速度对不同形貌的切屑形成的影响.文中的计算方法可为更复杂的切削过程的数值模拟提供技术支撑.     

热作模具钢的高温热机械疲劳寿命预测

研究热作模具钢在应力控制下的等温疲劳和同相热机械疲劳寿命，发现在相同的应力幅下，同相（最高温度550℃，最低温度250℃）热机械疲劳寿命低于上限温度的等温（温度550℃）疲劳寿命。这表明在相同的应力幅下，热机械疲劳比等温疲劳产生更严重的损伤，用最高温度下的等温疲劳寿命代替热机械疲劳寿命并不一定得到可靠的结果。在等温疲劳条件下，疲劳裂纹主要为穿晶萌生与扩展，而在热机械疲劳条件下，疲劳裂纹主要沿晶萌生与扩展。文中还以Chaboche高温疲劳损伤模型为基础，考虑损伤系数是最高温度和温度范围的函数来评价载荷控制下材料的热机械疲劳寿命。在热机械疲劳试验中，考虑温度变化产生的附加内应力，因此每一循环的损伤不仅是最大应力和平均应力的函数，而且与最高温度和温度循环范围有关。根据累计损伤的等效温度法，取最大温度为等效温度。热作模具钢在热机械疲劳过程中，由热循环产生的附加损伤通过损伤指数系数表示。结果表明，该预测结果与试验结果十分吻合。     

滚动轴承弹性接触动态特性有限元分析

滚动轴承弹性滚动接触动态特性直接影响转子系统的精度及动态特性,针对滚动轴承弹性滚动接触动态特性问题,以深沟球轴承61914为例,在同时考虑内环、外环、滚珠及保持架变形的情况下,建立滚动轴承三维弹性滚动接触有限元模型,采用有限单元法计算滚动轴承在不同转速、径向力及轴向力等载荷工况下滚动轴承的接触应力及滚珠与内环的运动状态。结果表明,有限单元法能在满足高精度计算的情况下求解各种复杂工况下的滚动轴承动力学特性,为进一步研究滚动轴承弹性滚动接触动态特性提供有力的研究方法。     

FINITE ELEMENT SIMULATION AND OPTIMIZATION OF MULTISTAGE WARM/HOT FORMING FOR OUTER RACE

A multistage warm/hot forming is simulated for the cross grove outer race of constant velocity joint, using athermo-mechanical coupled rigid viscoplastic finite element method, and specially some problem for process development and die design are analyzed. A forming test shows that computed results have good agreement with experimentalresults. Above obtained results can be applied to development of multistage warm/hot forming process and die designfor outer race.     

基于1 1／2维谱的滚动轴承故障诊断

提出了基于１１／２维谱的滚动轴承故障诊断新方法。１１／２维谱保留了信号的相位信息且能够有效抑制噪声。用１１／２维谱分析滚动轴承振动信号,可以提取由于二次相位耦合产生的非线性特征,识别故障模式。试验结果表明,这种方法能有效地诊断滚动轴承故障,且对初期故障很敏感。     

热轧异型钢材截面尺寸在线检测的三维误差分析

介绍了用光截面法在线检测型材截面尺寸时的三维误差分析,应用摄动法建立了三维误差的数学模型,并进行了仿真计算。根据计算结果及其分析,给出了检测系统测量装置的设计参数。