基于ANSYS/LS-DYNA的空拔钢管有限元分析

应用三维非线性有限元分析技术,利用ANSYS软件的LS-DYNA模块动态模拟了空拔钢管的整个过程,得到了各场量的分布,进而分析了产生横裂、纵裂等实际问题的机理,根据拔制力的变化规律,将拔制过程分为起始、流动、稳定3个阶段,并得出了工艺参数(模锥角、摩擦系数、壁厚)与拔制力的关系,为优化模具结构和进行空拔钢管工艺设计提供了依据。     

空拔管成型过程的非线性有限元分析

采用弹塑性大变形与接触非线性有限元法,视模具为弹性体,真实地模拟了管材从锥模拔出的过程.数值计算结果给出了管材在不同的拔制阶段的应变与应力分布.根据稳定拔制阶段的轴向应力分布计算了拔制力,讨论了弹性恢复对管材直径的影响以及管材拔出锥模后的残余应力分布.     

空拔管成型过程的非线性有限元模拟

应用三维弹塑性大变形有限元法预报管材拔制成型，建立了三维拔制有限元模拟理论，给出了有关场变量分布。应用新的摩擦层理论，研究了管材稳态与非稳态变形，实现了工作动态成型过程的可视化。     

基于LS-DYNA有限元平台火车车厢小弯梁板材成形研究

火车车厢小弯梁板材用于车厢顶部位置以提高承载能力,由于成形过程受到非线性相互耦合作用影响,其变形机理非常复杂.本文针对火车车厢小弯梁板材利用LS-DYNA有限元平台进行了动态数值模拟,得到了成形过程中应力场量、成形极限图和板材减薄率分布规律,进而分析了板材成形中出现破裂和拉裂等的机理.同时,探讨了工艺参数(摩擦系数、凹模圆角)对火车车厢小弯梁板材成形力的影响关系,其结果可为火车车厢小弯梁板材模具设计者提供一定的理论参考和依据.     

基于LS-DYNA3D的超声加工机理分析

超声加工过程中,材料的去除率直接影响加工效率.对加工过程中材料所受应力进行了数值分析,用LS-DYNA软件模拟材料在磨粒的冲击下内部应力的产生和材料被去除的过程.     

基于LS-DYNA的铝合金板材电磁成形过程模拟及实验研究

研究了汽车用铝合金板材电磁成形塑性变形过程,采用LS-DYNA有限元分析软件进行1 mm厚的AA6014铝合金板材电磁成形变形过程的分析,并将模拟结果与实验结果进行对比分析。结果表明,板料首先在对应线圈半径的1/2附近开始变形,然后由于惯性作用带动中心区域材料进行变形,直至板料的初始动能逐渐耗散,最终变形为一个类似锥形件。当电容为2370μF,电压分别为4和3 kV时,电磁成形实验深度测量结果为49.61和40.26 mm,模拟结果为48.25和35.11 mm;板料变形最大区域的厚度实验结果为0.71和0.78 mm,模拟结果为0.70和0.79 mm,实验与模拟结果的厚度误差为0.01 mm。通过研究结果对比分析,获得了铝合金电磁成形塑性变形的过程,进一步为铝合金电磁成形工艺研究和应用提供了参考。     

基于有限元模拟的空拔铜管拉拔参数的优化

为研究拉拔参数对铜管空拔变形的影响,运用非线性有限元分析软件对铜管空拔过程进行仿真,分析空拔过程中铜管与模具的轴向及径向应力分布规律,并以此阐述空拔铜管的缩径缺陷。利用正交实验法模拟研究拉拔参数(工作锥半角α、过渡圆弧半径R、定径带长度L、摩擦因数μ、拉拔速度v)对铜管空拔的影响,并采用极差分析和方差分析对模拟结果进行分析,得到铜管一定减面率条件下的最佳拉拔参数(α=9°,R=5mm,L=2mm,μ=0.05,v=100m/min)及各因素对分析指标的影响。在此基础上对优化方案进行数值模拟,模拟结果表明了正交实验对铜管空拔参数优化的有效性。这对实际中提高铜管空拔质量,延长模具寿命有重要的指导意义。     

基于有限元和最优化方法的淬火冷却过程反传热分析

淬火过程换热系数的求解是反向热传导问题中的一种不适定和非线性问题．本文提出了一种求解淬火过程随温度变化的换热系数的新方法,该方法把有限元方法引入反向热传导问题,根据实验测量的温度曲线,结合使用最优化方法中的进退法和试探法确定合理的边界换热系数．为了使进退法适用于该类反传热问题,对其算法进行了改进,并用其确定换热系数优化的搜索区间,然后用试探法(黄金分割法)在搜索区间内找到换热系数的最佳值．在计算过程中,利用有限元法可以方便地计算出各个单元在整个过程的相变情况,得到各单元在相应时间段所产生相变潜热,并将各单元的相变潜热与单元温度场进行耦合计算．     

高铬耐磨铸铁件空冷过程温度场的有限元分析

利用有限元软件模拟计算了抛丸机护板淬火空冷过程中温度场的变化,计算时考虑了非线性的材料比热容、热导率的影响。结果显示,在空冷过程中护板各部温度分布不同,平板边缘降温速率大于其他部位,在护板不同部位存在温度差。研究结果有助于抛丸机护板热处理工艺的制订及淬火应力的分析。     

无缝钢管空拔成形的有限元模拟研究

基于Deform-3D有限元分析软件,对无缝钢管空拉拔过程进行数值模拟,获得了各场量的分布。研究了金属的变形过程,等效应力-应变,速度的分布特点,进而分析了产生横裂、纵裂等实际问题的机理及其影响因素,为优化模具结构和进行空拔钢管工艺设计提供依据。     

拔制方式对冷拔钢管拔制效果影响的显式动力分析

借助ANSYS软件显式动力模块建立了空拔钢管和短芯棒拔制三维有限元模型,动态模拟了两种拔制方式的整个过程,从钢管定径和轴向、周向应力分布规律角度分析了实际生产中产生问题的不同机理,并就两种拔制方式中工艺参数对拔制力的影响进行了深入研究,所得结果可为选取冷拔拔制方式提供参考,可为优化模具结构和工艺设计提供依据。     

钢管管端加厚理论与实验

依据现代金属塑性加工的研究成果,结合经验公式,用数学解析的方法,提出并计算合理的加厚生产工艺参数,模拟并分析钢管管端加厚的过程。通过模拟与实验所得的结果进行比较,进一步验证数学公式的正确性与可行性。     

利用有限元确定带材辊式矫直机的压弯量

针对利用解析法描述带材矫直变形过程难度大的问题,本文采用ANSYS／LS—DYNA有限元分析软件对23辊矫直机建立模型,通过沙漏及其能量分析确定模型的合理性,仿真结果：随着压弯量的增大,实现矫直过程会越来越困难。当被矫直带材厚度为3mm时,合理的压弯量应小于1．12mm。     

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.     

基于有限元的铁磁物质电阻点焊磁场分布分析

根据电阻点焊机构电流回路特点,利用ANSYS软件建立了铁磁性物质电阻点焊时磁场计算的有限元模型,计算了点焊过程中电流密度分布电场分布与磁感应强度分布,并采集了点焊过程中工件周围的磁感应强度,与模拟结果相比,验证模型的可靠性.结果表明,电流密度、电场强度与磁感应强度均在工件内达到最大.在铁磁性工件内部最大磁感应强度达到7 T,说明铁磁物质的磁化磁场在熔核形成、生长过程中的作用不应忽视.验证试验的测量值与计算值吻合良好,表明文中建立的有限元模型是可靠的.     

Sensitivity analysis of a finite element model for the simulation of stainless steel tube extrusion

In this work, a sensitivity analysis has been performed on a finite element model of glass-lubricated extrusion of stainless steel tubes. Fifteen model parameters, including ram speed, billet and tool temperatures, friction coefficients and heat transfer coefficients, were considered. The aim of the study was to determine the parameters that are most important for the response of the extrusion force. The relationship between the model parameters and the responses was analyzed by a calculation of two different regression models: one linear polynomial model and one model that includes interaction terms. Additional simulations were then carried out to validate the regression models. The results show that the initial billet temperature is the factor that has the strongest impact on the extrusion force within the parameter ranges studied in this work. The goodness of prediction and goodness of fit are very good for both regression models.     

基于有限元分析的摩擦系数测定

在塑性体积成形有限元模拟中,摩擦模型和摩擦系数的确定是一个关键问题.本文采用圆环镦粗法研究体积成形中摩擦系数的确定.利用有限元分析确定一组摩擦系数标定曲线,用圆环镦粗试验确定圆环内径变化率百分比与圆环高度压缩百分比关系曲线.通过曲线对比得到模具材料和成形材料之间的摩擦系数.针对6A02CZ材料在钢模具中体积成形时6A02CZ材料与钢之间的摩擦系数进行确定,6A02CS材料在无润滑剂和润滑油做润滑剂两种情况下的摩擦系数分别为0.325和0.3.研究表明,采用有限元方法和圆环镦粗试验相结合的方法更适合塑性体积成形中的有限元分析.