空心轴穿孔旋压复合成形的有限元仿真

针对空心轴加工工艺复杂、材料利用率及加工效率低等问题,将某型空心轴穿孔及旋压成形工艺复合为穿孔旋压成形工艺,对其成形原理进行了分析。运用有限元软件Simufact建立了穿孔旋压复合成形仿真模型,对其在不同成形时间下的等效应力、等效应变等参数进行了有限元仿真,得到等效应力、等效应变的变化规律。结果表明:随着穿孔旋压成形的不断进行,最大等效应力及应变都逐渐向加工成形部位移动;不同成形时间下,最大等效应力及应变分布不同;随着距成形起始点的空心轴长度距离及距内侧厚度方向距离的增加,最大应变都先减小后增加。该研究能为空心轴穿孔旋压复合成形模具设计和工艺参数优化提供参考。     

高强度27MnCr5钢变速器传动轴冷锻工艺研究

运用DEFORM 3D软件对高强度27MnCr5钢变速器传动轴冷锻成形进行了有限元仿真,获得了始锻和终锻的应力和应变。对始锻、终锻下的冷锻传动轴试样进行了拉伸和疲劳试验,获得了传动轴抗拉强度和疲劳应力值,并与仿真结果进行了对比分析。结果表明:随着冷锻成形的进行,传动轴等效应力、等效应变、极限抗拉强度、张紧应力幅值、张紧平均应力、弯曲应力幅值、弯曲平均应力都逐渐增加;有限元仿真应力值与试验应力值的最大相对误差为3.41%,说明仿真分析是比较准确和可靠的。     

基于Forge的止动片冷锻冲裁成形数值仿真

针对有孔较厚板材的成形问题,结合冷锻及冲裁工艺特点得到了某型止动片有孔板材冷锻冲裁成形工艺,分析了其冷锻冲裁成形原理。运用仿真软件Forge建立了止动片冷锻冲裁成形数值仿真模型,对其在不同冷锻冲裁时间下的等效应力、等效应变和应变能变化规律以及成形损伤特性进行了研究。结果表明:止动片在不同冷锻冲裁时间下,其等效应力、等效应变及应变能分布区域存在差异,但等效应力、等效应变及应变能变化趋势基本一致,最大值都出现在冲裁孔边缘。     

基于Qform的建筑脚手架连接叉锻压工艺模拟

针对高强度、高可靠建筑零件成形较难的问题,分析了建筑脚手架连接叉的成形工艺。运用有限元软件Qform对其锻压中的辊锻成形进行了模拟,得到辊锻成形过程中不同位置处的等效应力、等效应变。分析了不同辊轮转速与辊轮进给速度对连接叉辊锻等效应力的影响。结果表明:连接叉在辊锻过程中,随着辊轮转速增加,等效应变也随着增加;随着辊轮进给速度的增加,等效应变反而逐渐减小。连接叉辊锻过程中锻件等效应力比较均匀,辊轮转速及进给速度对锻件变形影响较大。     

基于CAE的汽车铝合金控制臂锻造成形工艺

以某汽车右上控制臂为研究对象,选用6082铝合金为锻造材料,分析了产品的结构特点及成形难点,确定了其成形工艺为两道次辊锻、两工位弯曲、预锻和终锻。根据锻模设计理论,采用Solidworks软件设计各道次模具,并通过Deform软件对6082铝合金控制臂成形过程进行模拟,从温度分布、等效应力应变以及金属流动等角度分析了各工序的成形情况。针对成形方案中变形程度最大的预锻工序,采用控制单一变量的方法,分析了坯料始锻温度及摩擦因数对预锻成形的影响。结果表明：预锻时,随着始锻温度的增加,平均等效应力减小,始锻温度在450～490℃时更合理;改善润滑,减小摩擦因数使得模具载荷降低,锻件的最大等效应变减小,有利于成形且提升模具寿命。最后,基于模拟结果结合实际生产进行了试验,得到了与模拟结果相吻合的成形锻件。     

细长变截面非轴对称工件模锻模具优化设计北大核心CSCD

提出采用辊锻后模锻工艺生产细长变截面非轴对称剑条,并采用有限元法分析剑条的模锻过程。以剑条最复杂截面的模锻过程为研究对象,对比了一道次模锻成形和两道次模锻成形过程中金属材料的流动规律。结果表明:一道次模锻成形过程中,金属材料变形量大且分布不均匀,最大等效应变区域的最大主应力为拉应力,该区域易产生裂纹;预锻和终锻两道次成形后,锻件截面最大等效应变和等效应变的标准差均较大幅度降低。通过正交实验对预锻模具结构开展优化,结果表明,上模凹槽深度对锻件横截面等效应变分布的影响最为显著。与一道次模锻成形相比,预锻模具优化后二道次成形锻件的最大等效应变和等效应变的标准差均显著降低。将上述优化方法用于剑条模锻模具其他截面的设计,制造出了满足实际生产需求的模锻模具。     

端面齿冷锻成形有限元模拟

针对电动工具用端面齿,采用刚塑性有限元法对其冷锻成形过程进行了分析,获得了材料变形过程中的等效应力、等效应变和成形载荷的分布规律。根据模拟结果分析了金属流动规律。研究表明:法兰下端面和弧形齿下端角隅处是最难充填区域,该类零件的成形宜用冷锻成形工艺。     

基于QForm的锥形轴径向锻造数值仿真

为了获得力学性能优良的锥形轴零件,分析了其径向锻造原理及工艺。运用有限元分析软件QForm建立了锥形轴径向锻造数值仿真模型,对径向锻造过程中的等效应力、等效塑性应变及不同转速、进给速度及摩擦系数对其最大等效应力、最大等效应变的影响进行了仿真。结果表明:随着转速增加,最大等效应力、应变逐渐减小;随着进给速度、摩擦系数增加,最大等效应力、应变都逐渐增加。     

汽车轮毂轴管初锻温度的优化分析与选择

利用DEFORM有限元模拟软件,通过对应力场和应变场的数值模拟,分析了汽车轴管挤压成形过程中初锻温度对轴管成形质量的影响.模拟结果表明,40MnB材料在轴管热挤压成形时,将初锻温度控制在1100℃左右最利于阶梯轴的成形和成形后阶梯轴的力学稳定性及后续的加工.通过试验对数值模拟所得工艺参数进行了验证.     

基于DEFORM 3D的热锻工艺参数对连杆成形的影响分析

运用DEFORM 3D软件对汽车发动机连杆热锻成形进行了数值模拟,研究了不同始锻温度、模具预热温度、模具速度及摩擦系数对连杆热锻成形的载荷、等效应力及金属流动特性的影响。结果表明:随着始锻温度增加,热锻连杆最大成形载荷逐渐减小,最大等效应力减小,而最小等效应力和金属最大流动速度增加。模具预热温度越高,最大成形载荷越小。随着模具运动速度增加,热锻连杆最大等效应力先减小后增加,而最小等效应力则先增加后减小,金属最大流动速度逐渐增加。随着摩擦系数增加,热锻连杆最大等效应力逐渐增加,而最小等效应力基本不变,金属最大流动速度逐渐减小。     

花键冷滚压成形过程有限元分析

基于刚塑性有限元法基本理论,借助通用三维有限元软件Deform-3D V6.0对花键冷滚压成形全过程进行了三维动态分析,获得了成形力一行程曲线、等效应力和等效应变的分布情况.结果表明,变形主要发生在工件表层的一定范围内,工件中心处基本不产生变形,等效应力最大出现在滚压轮与工件接触的两个位置,最大等效应变出现在花键齿槽处.该研究为花键冷滚压成形工艺研究提供了理论依据.     

一种改进的损伤断裂准则及其在板料成形中的应用

将Lemaitre损伤断裂准则中的单轴应力状态的线性损伤修正为多轴应力状态的非线性损伤,并以铝合金5052-O筒形件冲压实验为例,揭示了工件的等效应力、等效塑性应变和单位体积损伤值分布规律,分析了模拟和试验成形件深度和壁厚的相对误差,用于评估改进的Lemaitre损伤断裂准则在板料成形工艺中的适用性。结果表明:在使用了改进的Lemaitre损伤断裂准则的筒形件冲压模拟中,工件的等效应力和等效塑性应变的最大值都出现在圆板与凸模圆角接触的区域,且材料的单位体积损伤值达到1的区域发生了破裂。采用改进的Lemaitre损伤断裂准则预测得到的成形深度误差和壁厚最大误差分别仅为6.5%和9.2%。     

基于Simufact的螺旋棒压缩成形数值仿真

针对螺旋棒外形复杂、成形难等,分析了6061铝合金细长棒压缩成形原理,运用Simufact建立了压缩成形数值仿真模型,对不同加热温度、压缩速度下螺旋棒的等效应力及等效应变和不同成形阶段它们的分布进行了仿真分析。结果表明,随着加热温度增加,等效应力及等效应变都逐渐减小;随着压缩速度增加,等效应力及等效应变都逐渐增加;在铝合金螺旋棒不同压缩成形阶段,等效应力及等效应变分布位置不同。     

基于Forge的铝合金轮毂温锻成形模拟

铝合金轮毂形状复杂、强度刚度要求高。本文分析了6061铝合金轮毂温锻成形工艺。运用模拟软件Forge建立了铝合金轮毂预锻、终锻成形有限元仿真模型,分析了预锻、终锻成形工艺过程中的温度、等效应力分布。结果表明:铝合金轮毂在预锻、终锻成形过程中,整体温度偏差较小;不同成形阶段和不同成形部位,轮毂等效应力值不同;轮毂结构及温锻成形工艺参数对铝合金轮毂温锻件影响较大。     

金属冷拉伸滚压塑性成形原理的研究

介绍了冷拉伸滚压成形原理,冷拉伸滚压是对阶梯轴类零件、杆类零件加工的一种新型加工工艺,其具有不需要对工件进行预加热、提高材料利用率、能耗低和生产率高等优点.采用大型有限元软件进行数值仿真分析,得出了应力应变分布情况,由此可以验证成形原理的合理性.     

基于Qform的波浪轴楔横轧成形有限元仿真

分析了某型波浪轴楔横轧成形原理及工艺,运用有限元软件Qform建立了其仿真模型,对其在楔横轧成形过程中的温度、等效应力、等效应变、变形量等进行了仿真分析。结果表明:波浪轴在楔横轧成形过程中的等效应力、等效应变最大值主要分布在横轧部位及其中间压轧部位,且其变化趋势基本一致;毛坯变形量沿着毛坯轴中心向两端先增加后减小。     

双向厚差小圆角带轮冲锻成形工艺

对具有极小内外圆角、在横向和纵向均存在厚度差的带轮零件,进行冲锻成形。利用DEFORM-3D软件,对该带轮零件的冲锻成形工艺中的增厚工艺、极小圆角成形和整形过程进行分析,得到成形过程中金属的流动变形机制、等效应力及等效应变分布规律;确定合理的模具结构和参数,避免了冲锻成形过程中产生失稳折叠及凸凹不平等缺陷;根据模拟结果进行生产试制,验证了工艺的可行性和模拟的准确性。     

基于QFORM的阶梯轴冷挤压工艺的计算机模拟

针对阶梯轴的特点,应用QFORM软件对不同成形工艺方案下金属流动情况进行数值模拟,分析了阶梯轴在挤压成形中的载荷、应变的分布状态。针对阶梯轴在正反挤压过程中坯料的应力分布和速度场分布,分析、确定了最优的工艺方案。     

台阶轴径向锻造锤头数对锻透性和生产率的影响

采用Deform-3D对四锤头和两锤头径向热锻45钢台阶轴过程进行了数值模拟,依据等效塑性应变、平均应力和平均塑性应变在锻件中的分布来研究锻透性及揭示锻件端部缩孔的本质.结果表明:锻件中心的等效应变均大于零,说明10％的压下量已能锻透;锤头数目对锻件中心等效塑性应变的影响不大.采用锻件中心平均应力描述锻件内部的静水压力...     

汽车发动机带轮的冷辗扩成形机理

为了实现发动机带轮冷辗扩的精确成形,基于Simufact软件建立了发动机带轮两道次冷辗扩有限元模型,分析了带轮冷辗扩成形过程的等效应力场、等效塑性应变场演变规律,阐明了其变形机理。根据带轮冷辗扩有限元模拟,进行了冷辗扩轧制实验。研究表明：带轮在两道次冷辗扩成形过程中,轧辊与带轮的接触区域为主要变形区,变形最为剧烈,其中带槽处的等效应力值和等效塑性应变值最大;适当地增加带轮第2道次冷辗扩精整阶段的时间,可有效消除环件端面的宽展缺陷;采用两道次冷辗扩工艺成形汽车发动机带轮,冷辗扩过程平稳,获得了端面宽展小、尺寸精度高的环件,验证了有限元模拟的正确性。