旋辊参数对双辊夹持旋压成形的影响规律

双辊夹持旋压成形是一种加工带凸缘的薄壁回转体件的节能节材型工艺,为获得旋辊参数对该成形工艺的影响规律,基于ABAQUS/Explicit平台,采用工件不转动的建模方法,建立直角凸缘双辊夹持旋压成形有限元模型,并用试验验证该有限元模型的有效性,利用该有限元模型对双辊夹持旋压成形过程进行数值模拟,获得旋辊圆角半径、旋辊间距、旋辊进给率对双旋辊夹持旋压成形的影响规律。结果表明,旋辊圆角半径对旋压成形转矩影响不明显,增大旋辊圆角半径使得凸缘成形质量下降;旋辊间距仅在成形初始阶段对旋压成形转矩影响较大,即增大旋辊间距则成形转矩减小,而凸缘成形质量随着旋辊间距的增大而降低;增大旋辊进给率可提高凸缘的成形质量,同时也增大了旋压成形转矩。由以上分析结果最终获得双辊夹持旋压成形时合理的旋辊参数。     

基于多点调形原理的旋转曲面连续成形

提出采用连续多点成形方法来实现旋转曲面件的高效、柔性成形。阐述了连续多点成形原理,并与传统的旋转曲面加工方法相对比,分析其所具备的特点。以盘形件为研究对象,建立有限元模型,分析成形过程中的等效应力和塑性应变场分布,通过模拟结果和主应变状态来分析皱曲现象。最后,研制相应的成形装置并进行了实验。结果表明:定心装置和柔性辊作用区的等效应力超过了材料的屈服极限,最大值达到213 MPa;成形件中心区域塑性应变值最大,达到0.07;柔性辊作用区塑性应变值次之,为0.03;皱曲区域的壳单元产生的是切向压缩变形,实验结果和模拟结果基本相同,都介于605~615 mm。应力应变场和皱曲的模拟结果与实际情况吻合,表明成形装置能加工出效果良好的旋转曲面件。     

轮辋滚压成形的数值仿真技术

滚压成形工艺是轮辋加工的主要成形工艺,在工程中得到广泛运用。基于有限元软件ABAQUS动力显式算法,对轮辋滚压成形数值仿真技术进行了研究,并讨论了加工过程中侧向力问题。运用和以往文献不同的建模方式,分析建模中单元选择、边界条件、加载曲线等关键问题,提出了适合轮辋滚压的数值仿真方法。仿真计算表明,轮辋滚压成形仿真结果与试验具有好的吻合性,且具有中心定位准确,计算效率高的特点,提高了工程适用性。同时侧向力研究表明,降低进给速度可以有效减小滚压侧向力。     

铆焊型液力变矩器涡轮辊铆成形工艺仿真及参数优化

以一种典型的铆焊型液力变矩器涡轮为研究对象，针对涡轮装配成型中的外环-叶片-内环的辊铆成形工艺及尺寸开展研究。结合有限元仿真分析和试验手段，研究了叶片支耳的辊铆成形工艺，分析了拨倒、滚压成形工艺参数对滚铆成形精度的影响规律。以叶片材料的拉伸应力-应变曲线及各向异性系数等力学性能测试参数、涡轮总成的三维几何模型、辊铆工况为输入，建立了叶片支耳滚铆成形的有限元模型，采用Abaqus分别建立了支耳拨倒、滚压成形的有限元模型，分析了拨倒角度、滚压进给量和次数对支耳成形后的应力及应变分布、与内/外环的贴合间隙的影响，确定了较为合理的辊铆工艺参数。设计制作了快速滚铆工装，研制了涡轮总成样件，对比分析了样件实物中支耳的贴合度测试数据与仿真结果，验证了工艺参数的合理性。研究结果表明：叶片支耳成形采用3道分3次滚压成形后，回弹量最小，不大于0.1 mm且满足设计技术要求，辊压后支耳的成形应力最小、变形更均匀；经涡轮样件试制验证有限元仿真模型的准确性，误差小于7.7%。     

汽车前轴精密辊锻成形过程的数值模拟

汽车前轴的精辊-模锻工艺是一种用小成形力锻造设备成形较大型前轴锻件的塑性加工技术,其工艺关键在于精密辊锻。前轴的精密辊锻分4个道次,是典型的局部成形工艺。辊锻工艺由于旋转的模具与辊锻件之间的接触区域在不断变化,一直以来成为数值模拟的难点。对4个道次的模具建立了模型,采用三维刚塑性有限元程序DEFORM-3D模拟了前轴精密辊锻工艺,分析了辊锻过程中金属变形的规律,研究了模具参数对成形质量的影响以及辊锻力矩的变化规律。模拟结果对于改进辊锻工艺设计、提高模具设计水平具有指导作用。     

花键过渡套浮动式芯棒冷挤压成形方法研究

首先对花键过渡套的结构特点进行了分析,并针对冷挤压成形花键过渡套过程中,凸模圆角过渡处由于应力集中发生断裂的问题,提出了浮动式芯棒冷挤压成形方法,并建立有限元模型进行数值模拟分析。模拟结果显示添加以弹簧作为背压装置的浮动式芯棒冷挤压成形方法既有效地防止了凸模下端面与浮动芯棒间发生钻料,又避免了凸模发生断裂,且花键过渡套成形质量良好,齿形饱满。最后针对模拟结果分别进行了添加背压和不添加背压的两组工艺试验,试验结果与模拟结果相一致,证明了浮动式芯棒冷挤压成形方法的可行性,并将该方法应用于实际生产。     

HFW焊管排辊成型预成型段有限元仿真分析

排辊成形已经被广泛的应用于钢管生产中,直缝焊管排辊成形过程涉及明显的非线性,为了更好地了解板带的排辊成形过程,针对Φ508mm焊管排辊成形机组的预成形建立了弹塑性大变形有限元模形,利用显式动力算法进行了仿真计算,分别得到了预成形段板带的等效塑性应变分布和几和变形,并和实际测量进行比较取得很好的吻合,验证了模拟的准确性。研究表明:排辊成形预成形阶段的较大塑性变形发生在带钢中心和与排辊接触的带钢边缘。     

高强钢板热力耦合冲压成形数值模拟北大核心

以热冲压成形中常用的简单工件U型件为研究对象,采用有限元分析软件进行数值模拟,通过建立U型件热力耦合冲压成形有限元模型,研究改变板料初始成形温度、成形速度和保压时间等对板料成形性能的影响机理。探讨热冲压成形过程中协同控制板料初始成形温度、成形速度和保压时间等关键工艺参数的变化,确定优化方案,得到符合生产实际需求的工件。     

超薄镀锌板辊弯成形回弹工艺分析

对于超薄镀锌板,厚度薄回弹量大难以控制是运用辊弯成形方法中的难点之一。基于ABAQUS有限元软件建立了超薄板辊弯成形仿真模型,以单波模型为例,运用正交试验方法分析了压型板的回弹,详细分析了相对弯曲半径变化对回弹的影响。研究表明,材料厚度增加、弯角半径减小时,回弹角度会减小;在一定范围内较少道次数也能减小回弹角度;板材回弹角度与r／t值成线性关系。     

液压成形S500MC高强钢汽车轮辋疲劳性能的有限元模拟

以厚度为2.0 mm的S500MC微合金高强钢板为材料,采用液压成形工艺制造汽车轮辋,通过有限元方法分析该轮辋的疲劳性能,并与常规滚压成形2.3 mm均匀壁厚SPFH540中强度低合金钢轮辋和2.0 mm均匀壁厚S500MC微合金高强钢轮辋进行对比.结果表明:液压成形轮辋壁厚的最大减薄率为10.9％;液压成形轮辋的截面弯曲应力和径向应力变化趋势与2种滚压成形轮辋的一致,说明轮辋局部减薄不会使其所受应力发生明显变化;液压成形轮辋的最大弯曲应力和最大径向应力低于该钢的屈服强度,最大弯曲应变和最大径向应变均远小于屈服应变,且疲劳性能安全系数均大于1,表明壁厚局部减薄不会影响轮辋的弯曲和径向疲劳性能.