四通阀多向加载成形参数影响模拟分析

采用有限元方法研究多向加载成形,对1045钢、7075铝合金两种典型材料的四通阀多向加载成形过程进行了数值模拟.研究了加载路径、成形材料、模具预热温度、凸模加载速度等因素对四通阀多向加载成形过程的影响.结果表明,调整加载路径可降低合模力并改善凸模受力不均;不合理的加载路径可导致碳钢材料四通阀锻件中出现微裂纹,在本文实验条件下加载路径对铝合金锻件中损伤的影响可忽略;对于碳钢材料的四通阀成形,可不预热模具.     

AISI-5140三通阀多向加载成形开裂预测

三通阀体多向加载成形是一个多参数作用,多工步、多模具约束的高温变形过程,材料受力状态和流动行为复杂,变形不均匀性严重,易于产生开裂等缺陷。文章首先研究并确定了,适用于AISI-5140三通阀多向加载成形过程中的开裂预测准则为Cockcroft-Latham准则,计算出AISI-5140材料的临界损伤值为0.881;随后以材料损伤峰值为指标,采用正交试验设计与有限元模拟相结合,对发生开裂的趋势和区域进行了分析和预测。结果表明,成形末期三通阀肩部圆角偏上区域材料的损伤值达到峰值,易于发生开裂;成形过程中的开裂趋势随着凹模圆角减小和摩擦增大而增大;加载速度越大,发生开裂的趋势越小,该文条件下,当加载速度低于15mm/s时,易发生开裂。对于给定坯料成形内径不同的三通阀,损伤峰值随着三通阀内径的增大而增大,即开裂趋势增大;对于内外径比相同的三通阀,成形过程中的损伤峰值随着其外径的增大而降低,即开裂趋势减小。     

三通阀体零件多向主动加载成形过程数值模拟

利用有限元分析软件Msc.marc来模拟三通阀体零件多向主动加载成形过程.通过对多向主动加载、多向分步加载、多向顺序加载三种不同成形方式的时间-速度图、等效应变云图以及加载过程中做功、挤压力曲线的比较.得出多向分步加载时挤压力曲线平滑,对模具损伤较小,而且不会出现金属折叠,为最佳的工艺方案.通过速度矢量图论述了多向分步加载时金属的流动规律.     

基于DEFORM的履带板多向主动加载成形数值模拟

利用有限元分析软件DEFROM-3D来模拟履带板多向主动加载成形过程。通过对多向顺序加载、多向同步加载、多向分步加载三种不同方式的充型和飞边情况图、等效应力极值-时间曲线图以及上凸模载荷-行程曲线图、侧凸模载荷-行程曲线的比较,得出了多向顺序加载为最佳工艺方案。     

等径三通多向加载挤压成形模拟研究

通过数值模拟的方法分析模具加载方式、坯料温度和模具加载速度对等径三通挤压成形过程的影响规律,优选出合理的工艺方案。     

方形三通件多向加载过程金属流动研究

利用有限元分析软件MSC/Superform来模拟方形三通件的多向加载成形过程.通过分析等效应变图和金属流动速度矢量图,揭示了方形三通件金属流动的规律,为此类零件的工艺设计提供了有价值的参考依据.模拟结果表明,在整个多向加载过程中,金属的流动变化情况比较复杂.采用多向同时加载成形方形三通件是可行的,可节省工序.提高材料利用率.     

多向主动挤压成形过程的数值模拟及变形分区研究

多向主动挤压过程中,应力状态复杂,金属的流动受多种因素的影响。应用三维有限元软件模拟了在多向同步挤压条件下,典型三通件的金属流动情况以及分流线的演变规律。并用成形过程中的典型应力图进行了应力分区,对各区的应力状态进行了分析。对比了该工艺与分步加载条件下的载荷-行程曲线,分析了成形力减小的原因。     

带凸台的复杂空腔零件多向加载过程金属流动规律研究

利用有限元分析软件Msc．marc来模拟带凸台的复杂空腔零件的多向加载成形过程。通过分析等效应力图和材料流动速度图,研究金属流动规律,为此类零件的工艺设计提供了有价值的参考依据。     

多向挤压模具及三通件的成形流动分析

利用有限元分析软件MscMarc来模拟三通阀体零件多向主动加载成形过程。通过对多向同步加载、多向分步加载、多向顺序加载等3种不同成形方式的金属流线,以及加载过程中挤压力曲线的比较,得出了多向分步加载时挤压力曲线平滑,对模具损伤较小,而且不会出现金属折叠,为最佳的加载工艺方案。详细论述了多向分步加载时金属的流动规律,即首先向右方向的凸模1与凹模间的间隙流入,随后才向凸模2与凹模间半圆柱形凸起的空腔流入。     

黄铜阀体多向冲压成形过程的模拟

针对黄铜阀体单向冲压成形生产中存在的问题,提出了改进措施.DEFORM软件模拟分析结果表明,采用多向冲压并选择恰当的棒料结构尺寸能有效地减少阀体破坏,降低设备负荷.     

Finite element simulation of aluminum alloy cross valve forming by multi-way loading

Deformation behavior, temperature evolution and coupled effects have a significant influence on forming process and quality of component formed, which are very complex in forming process of aluminum alloy 7075 cross valve under multi-way loading due to the complexity of loading path and the multiplicity of associated processing parameters. A model of the process was developed under DFEORM-3D environment based on the coupled thermo-mechanical finite element method. The comparison between two process models, the conventional isothermal process model and the non-isothermal process model developed in this study, was carried out, and the results indicate that the thermal events play an important role in the aluminum alloy forming process under multi-way loading. The distributions and evolutions of the temperature field and strain filed are obtained by non-isothermal process simulation. The plastic zone and its extension in forming process of cross valve were analyzed. The results may provide guidelines for the determination of multi-way loading forming scheme and loading conditions of the forming cross valve components.     

三通件多向加载成形热力耦合有限元分析

多向加载是通过在轴向和侧向同时或顺序地施加载荷,可以一次成形出多个方向上具有空腔的复杂构件,减少了加工工序,且提高了成形质量,为高效率、高质量成形复杂整体构件(如三通件)提供了有效途径。然而,三通件多向加载成形影响参数多、机理复杂,本文基于DEFORM-3D,建立了三通件多向加载成形热力耦合刚粘塑性有限元模型,并验证了其可靠性。在此基础上确定了加载方案,获得40Cr钢三通件多向加载成形过程中行程载荷曲线及速度场、温度场、应力-应变场的分布规律。结果表明,按本文确定的加载方案,成形初期在水平支管上出现明显的分流线,分流线处易出现裂纹;水平支管先于垂直支管成形完毕,在水平支管成形完毕时水平冲头的载荷迅速升高,而当整体成形快完毕时,水平冲头和垂直冲头的载荷都急剧升高;成形过程中坯料芯部为大变形区,变形速率大,塑性变形热使坯料芯部出现明显温升。该研究为三通件多向加载成形工艺参数的优化,以及缺陷的控制,提供了指导。     

铝合金锻件成形工艺及三维有限元分析

为了揭示叶轮件模锻成形过程中金属的变形流动规律,采用有限元模拟对不同形状坯料成形过程的塑性变形流动行为进行对比分析.结果表明:叶片处是较难以充填成形的部位,且随着截面位置的下移,金属向该处型腔充填流动的趋势更为显著;与圆柱形坯料相比,阶梯形坯料成形过程中叶片部位更易于被充填成形,金属流动的均匀性也较好;通过工艺实验验证了利用阶梯形坯料可一次性成形出尺寸精度和性能均符合设计要求的叶轮锻件.     

空调联箱多通管内高压成形金属流动规律研究

以空调联箱多通管件为研究目标,运用有限元模拟方法对金属材料的变形过程进行模拟分析.通过分析工件壁厚的分布规律和典型节点的位移规律,由此揭示成形过程的金属流动的一般规律.结果表明:端部补料区金属沿水平方向流动较明显,成形区金属沿支管方向流动较明显,支管问的金属流动量很小,这些规律为成形工艺的选择提供了参考依据.     

7005铝合金齿轮泵体型材挤压过程模拟

用有限单元法对7005铝合金通过平面分流模成型齿轮泵体型材的主要过程进行了模拟.针对成型过程中的焊合不良,模具损坏等问题,对相关的工艺参数进行了分析,并结合模拟结果,提出了相应的改进措施.     

2519铝合金热变形流变行为

采用Gleeble-1500热模拟机进行高温等温压缩实验,研究了2519铝合金在变形温度为300～450℃、应变速率为0.01～10 s-1条件下的流变变形行为.结果表明:应变速率和变形温度对合金流变应力的大小有显著影响,流变应力随温度升高而降低,随应变速率的提高而增大,在应变速率ε＜10 s-1条件下,流变应力开始随应变增加而增大,达到峰值后趋于平稳,表现出动态回复的特征;而在ε=10 s-1,t≥350℃的变形条件下,合金发生了局部动态再结晶.可用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数描述2519铝合金高温塑性变形时的流变行为.     

5754铝合金板材冲压成形材料模型研究与应用

建立准确的材料模型是冲压数值模拟的基础,通过3个方向的单向拉伸试验、以及单向压缩试验和成形极限试验,获得5754铝合金材料性能数据,基于Voce硬化模型、Barlat89屈服准则和成形极限,建立5754铝合金成形用材料模型。利用Pamstamp-2G软件,对5754铝合金汽车大梁的冲压成形进行数值模拟,并与冲压试验结果进行对比。结果表明:数值模拟获得的应变数据与试验测量获得的应变数据比较接近,且各区域最大减薄率误差在±10%以内,验证数值模拟的可靠性。     

6063铝合金在线淬火实验及有限元模拟

通过淬火试验获得了6063铝合金的在线淬火冷却曲线,结合数值方法获得该合金的在线淬火换热系数,运用ABAQUS有限元软件动态模拟了其在线淬火过程.结果表明:喷水淬火初始阶段,换热系数较小,随着淬火温度降低,换热系数逐渐增大至峰值约47 kW/(m2·℃),随后又逐渐减小;有限元模拟获得的冷却曲线与实测冷却曲线基本吻合;淬火时试样的温度分布符合一维传热特征,轴向应力呈“内压外拉”状态,且无论是拉应力还是压应力都在淬火开始不久后出现峰值.     

7075铝合金热压缩变形流变应力

在Gleeble-1500热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对7075铝合金在高温压缩变形中的流变应力行为进行了研究。结果表明,应变速率和变形温度的变化强烈地影响合金流变应力的大小,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大;可用Zener-Hollomon参数的指数形式来描述7075铝合金高温压缩变莆时的流变应力行为。