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。     

TC4合金叶片精锻过程的二维数值模拟

采用刚塑性有限元法对钛合金精锻叶片的锻造过程进行了二维有限元数值模拟。在数值模拟过程中 ,考虑了摩擦边界的作用和畸变网格的局部重划分。根据数值模拟结果 ,研究了不同锻造工艺参数 (变形温度、变形速率、压下量等 )对叶片锻造过程中的变形力、应力和应变变化的影响规律。     

直齿圆柱齿轮精锻成形过程数值模拟及参数分析

采用三维有限元数值模拟方法分析了直齿圆柱齿轮的精锻成形过程，选择模拟表面单元数、加载步长、模数、齿数、齿轮高度等参数进行了多次模拟分析，根据模拟结果对比分析了以上诸参数对成形工艺的影响。确定了适宜的表面单元数目和加载步长值，较好地满足了模拟的需要。从数值模拟结果分析可知，在齿轮其他参数不变的情况下，锻造载荷随模数和齿数的增加而增加，模数的变化对载荷的影响显著；在对高度不同的齿轮成形过程的模拟分析中发现，在成形的初始阶段，高度越小载荷越大，在填充终了阶段，随高度增加载荷稍有增加。     

单榫头叶片叶身精锻成形规律

利用自行开发的叶片锻造过程三维刚粘塑性有限元模拟系统对单榫头叶片精锻过程进行了模拟分析,揭示了其叶身精锻成形规律,并以塑泥为模拟材料,采用物理模拟的方法对其进行了试验验证。三维有限元数值模拟结果与物理模拟结果的良好吻合表明了单榫头叶片精锻过程三维数值模拟结果的可靠性。该研究对叶片精锻过程的预成形毛坯的优化设计具有重要的指导意义。     

钛合金叶片等温精锻时晶粒尺寸的数值模拟

将有限元法与Yada微观组织模型结合 ,对TC6合金叶片在等温锻造过程中初生α晶粒尺寸的演变进行了数值模拟 ,详细给出了TC6合金叶片在等温锻造过程中初生α相的分布及晶粒尺寸的变化。研究结果表明 :压下量、变形温度和打击速度对初生α晶粒尺寸有显著影响 ,工件与模具间的摩擦对初生α晶粒尺寸的影响较小。     

从动螺旋伞齿轮精锻成形的物理模拟及数值模拟研究

通过对从动螺旋伞齿轮的精锻成形过程进行物理模拟和数值模拟研究,分析了成形过程中齿轮齿形的填充情况、等效应力等效应变的分布以及金属内部质点的流动规律,得出了从动螺旋伞齿轮精锻过程的金属流动规律,揭示了从动螺旋伞齿轮精锻过程的变形机理,物理模拟结果与数值模拟结果吻合。     

双联齿轮精锻成形工艺及数值模拟分析

针对双联齿轮的结构特点,提出了两种双联齿轮成形工艺,设计了坯料的合理形状,建立了三维有限元分析模型。通过工艺分析和不同工艺条件下的材料流动过程三维有限元动态仿真,研究了变形全过程的材料塑性变形行为、流动规律、几何尺寸变化以及成形件几何质量和缺陷等。对比有限元模拟结果发现:闭式模锻工艺齿形填充较差,产生折叠缺陷或充不满现象;挤压成形工艺齿形填充良好,是双联齿轮精锻成形的优选方案。研究结果为双联齿轮成形工艺实用化研究提供了理论指导或技术支持。     

面向精锻叶片的模具计算机辅助设计研究

研究了面向精锻叶片的模具计算机辅助设计方法 ,以大型CAD/CAM软件UGⅡ为平台开发了一套精锻叶片的模具CAD系统 ,该系统可根据叶片零件的型面数据及相关参数自动进行精锻叶片的模具设计。对设计过程中一些关键的技术问题 ,如叶身曲面光顺、叶片实体造型、分模面的确定、毛边槽的设计等进行了探讨 ,并提出了实现方案。     

有限元数值模拟在齿轮精锻成形中的研究与应用

介绍了齿轮精锻成形数值模拟中的有限元方法,阐述了有限元数值模拟技术在齿轮精锻成形中的齿轮变形规律、工艺及其模具设计、质量和精度控制3方面的应用现状,并对有限元数值模拟技术在齿轮精锻成形中的应用前景进行了展望。     

摩擦对叶片精锻预成形毛坯放置位置影响规律的研究

利用自行开发的叶片锻造过程三维有限元模拟分析系统对不同预成形毛坯在不同摩擦条件下材料充填模腔的过程进行了模拟分析,获得了叶片精锻过程中摩擦对预成形毛坯在模具中放置位置的影响规律:当摩擦因数较小时,材料首先充满左侧型腔,此时,要获得合格叶片精锻件,需将预成形毛坯在模具中的放置位置向右移动,不同截面右移的距离大约是叶片该型面弦长的5％-10％。随着摩擦因数的增大,材料几乎同时充满模具左右侧型腔,说明在该条件下预成形毛坯在模具中的放置位置是比较合理的。该研究对叶片精锻工艺的优化设计具有重要的指导意义。     

汽车发电机磁极精锻成形三维有限元模拟和工艺优化

简述了汽车发电机磁极几种典型成形工艺。基于Abaqus通用有限元软件,应用三维刚粘塑性有限元显式算法对磁极精锻成形过程进行了模拟分析,得出了变形中材料的流动状态和等效塑性应变分布规律。根据有限元模拟分析结果对磁极精锻成形工艺参数、模具结构进行了优化设计,并进行了磁极精锻成形工艺试验。试验验证了有限元模拟分析结果,并精锻成形出合格的汽车发电机磁极产品。     

轴径零件温-冷精锻综合成形工艺及有限元仿真

温 -冷精锻综合成形是一种先进的金属塑性加工工艺 ,近年来在汽车工业中得到了广泛应用 ,并有取代传统的热锻成形的趋势。汽车后轴径是汽车工业中的典型锻件。本文分析了该零件的精锻加工特性 ,建立了其温 -冷精锻成形的有限元模型 ,根据有限元仿真结果确定了该零件的温 -冷精锻综合成形工艺的参数     

轴承套圈锻造数值模拟

运用MSc—Marc软件对轴承套圈锻造加工进行了数值模拟分析，以金属成形理论和有限元方法基本原理为基础，建立了热力偶合刚粘塑性锻造模型。以第二代轮毂轴承外圈锻造为例进行模拟分析，对预成形模型的实验和模拟结果作了对比，提出产生过大锻造力的一个原因是最终成形阶段工件在模腔内分布不均使变形速率急剧增加，提出了预成形坯的设计优化准则，依此设计的第二代轮毂轴承外圈的优化预成形结构、锻造力比传统设计下降了一半以上。     

基于数值模拟的叶片毛坯径向锻造成型分析

基于Simufact.Forming径向锻造模块对某叶片毛坯锻造成形过程进行数值模拟分析,研究了径向锻坯到叶片模锻的成型过程,获得了叶片锻坯在径向锻造过程中等效应变以及锻流线分布规律。深入分析锻坯锻透性,并对径锻成形过程进行理论计算和试验验证。结果表明:适当提高相对压下率能使锻坯变形均匀,采用拉打径向锻造方式能够有效保证锻坯成型的尺寸精度,得到的叶片锻坯模锻充型效果较好,飞边分布均匀,锻坯心部等效应力在锻打时有规律地发生波动,旋转锻打使金属材料沿周向流动,锻流线的扭转角与旋转角相一致,锻坯质量较好,无明显缺陷。     

单榫头叶片锻造过程成形缺陷分析

折叠和模腔充不满是锻造过程中常见的成形缺陷 ,利用自行开发的叶片锻造过程三维刚粘塑性有限元模拟分析软件 ,通过对叶片锻造过程不同截面金属流动规律的三维有限元模拟分析 ,可以预测叶片锻造过程成形缺陷折叠和充不满的形成。通过改变毛坯尺寸和成形工艺参数 ,可以消除这些成形缺陷的产生 ,并获得合格叶片锻件。该研究对其它种类叶片锻造过程中成形缺陷的分析具有一定的指导意义     

销类件摆辗精密成形及三维有限元模拟

介绍销类件冷拔摆辗精密成形工艺,对工艺参数的确定、产品质量和变形机理的有限元模拟等问题进行了研究。实验表明采用摆辗工艺生产销类件,金属流线不被破坏,表面硬度略有升高,尺寸精度和表面粗糙度达到有关标准要求,综合机械性能有所提高,是一种先进的销类件精密成形工艺。采用三维有限元模拟摆辗变形过程,可以获得接触区和工件内部应力应力场等信息,为控制变形过程,保证产品质量提供理论依据。     

齿轮冷精锻工艺预锻模具齿形优化设计

在直齿圆柱齿轮两步成形冷精锻工艺中 ,预锻模具齿形设计对改善材料填充性能 ,降低成形载荷具有重要意义。本文采用正交试验法与数值模拟技术相结合的方法 ,来解决预锻模具型腔优化设计问题。选取了描述预锻模具几何形状的 3个参数作为影响因素 ,以预锻终锻总载荷值为指标 ,通过有限元模拟分析来获得虚拟试验结果 ,最终确定预锻模具型腔几何形状参数的最佳值 ,为提高齿轮精锻成形质量提供有效依据。