车轮残余应力测试的仿真分析

采用商用有限元软件MSC.Marc分析车轮残余应力测试试验的整个锯切试验过程,分析了锯切中每个测试点的应力、应变变化情况。通过比较仿真结果与工程试验测试结果,说明车轮锯切试验测试残余应力的可靠性。锯切的仿真分析为进一步研究车轮残余应力测试方法奠定了基础。     

热处理参数对车轮辐板残余应力及疲劳评价的影响

残余应力是影响车轮抗疲劳性能的重要因素之一,基于有限元法对车轮残余应力进行了分析,并将车轮辐板圆弧段残余应力计算值与测试结果进行了比较。利用Sines疲劳准则对辐板疲劳进行了计算评价,分析了热处理参数变化对车轮辐板制造态残余应力的影响,以及辐板残余应力在辐板疲劳评价中的作用。结果表明:在Sines疲劳SP值计算时,由于辐板两端圆弧段残余应力的作用显著大于其它因素,辐板SP分布形态与残余应力的分布形态基本一致;当热处理工艺参数在基准参数附近较大范围内波动时,所引起的辐板残余应力的变化对疲劳SP值的最大影响幅度约为辐板最大疲劳SP值的15%;热处理工艺参数的波动不足以对车轮辐板的疲劳评价结果产生决定性的影响。     

基于ANSYS Workbench金刚石圆锯片的力学分析

建立了干切金刚石圆锯片有限元分析模型,利用有限元软件ANSYS Workbench对高速旋转切削金刚石圆锯片进行应力分析。得出圆锯片在受离心力、锯切力和热载荷作用下的应力大小及分布规律。结果表明:根据第三强度理论,锯片干切时产生的应力为535 MPa,已经超出其安全许用应力,所以影响锯片寿命的最大因素是锯切热引起的热应力。离心力与锯切力共同作用时,能使径向热应力减小约3%,同时也会使切向热应力的压应力增大约0.4%。      

旋轮拉轧工艺试验与有限元仿真

旋轮拉轧工艺成形件的残余应力较大，严重影响其使用寿命。针对此问题，使用ABAQUS/Explicit对旋轮拉轧过程进行有限元分析，采用单因素控制法，以Q235钢为研究对象，建立了旋轮拉轧的有限元数值模型，分析了应力形成过程及其分布规律，并且探究了不同进给比、压下量以及主轴转速对成形件三向残余应力的影响规律。通过试验数据与仿真结果对比，验证了仿真设置的准确性。结果表明：在旋轮拉轧过程中，旋轮与管坯接触处的应力最大，变形区的轴向应力表现为拉应力，切向应力表现为拉应力与压应力交替出现，径向应力表现为压应力；轧后成形件的三向(轴向、切向、径向)残余应力随着进给比、压下量以及主轴转速的增大而增大；仿真结果与试验结果之间的误差小于5%,从而验证了模拟结果的可靠性。     

钛合金TC4切削过程流动应力模型研究

运用有限元技术对切削过程进行仿真可以预测切削力、切削温度、应力分布,优化刀具参数和切削条件。建立适合于切削条件中大应变、高应变率条件下材料的流动应力模型,是切削过程有限元仿真的关键技术。文章通过正交切削实验和有限元迭代的方法,修正了难加工材料TC4在大应变、高应变率条件下的J-C流动应力模型,使修正模型能够适应切削仿真中的大应变、高应变率要求。计算结果表明,采用新的J-C流动应力模型进行计算,所得主切削力值与实验测量值的平均误差从36.28%降为12.06%,进给力的平均误差由原来的61.03%降为现在的25.57%。该修正的流动应力模型比用霍普金森实验所得到的流动应力模型更适合于切削过程的有限元仿真,可以提高切削仿真的计算精度。     

楔横轧辊剪制坯力的研究

为了阐明无料头楔横轧辊剪制坯工艺的变形机理,基于DEFORM-3D软件建立了它的刚塑性有限元模型,分析了辊剪制坯过程中应力应变变化情况以及工艺参数对力的影响规律,得到了辊剪制坯的应力应变场以及辊剪制坯展宽段变形规律。结果表明,随着旋转速度增大,径向力和切向力降低;随着进给速度增大,径向力和切向力也增大。结果能为完善辊剪制坯工艺、实现无料头楔横轧提供技术支持和理论依据。     

铝合金厚板淬火-预拉伸残余应力的有限元仿真

利用MSC.Marc非线性有限元软件建立了一个淬火-预拉伸模型,并利用该模型对7075铝合金厚板进行了仿真研究。仿真结果表明,对于7075铝合金的最佳拉伸量为2.0%～2.5%,预拉伸后板内残余应力降低幅度可达90%以上,且残余应力分布形式由淬火态的"M"型演变为预拉伸后的"W"型;随着拉伸量的增加铝板内塑性变形合格的区域逐渐增加,可利用预拉伸中的等效应力分布状态确定锯切区。若提供适当的残余应力测试结果,利用有限元仿真模型可有效地揭示铝合金厚板淬火-预拉伸内部残余应力的演变规律。     

大口径无缝三通管翻边成形工艺研究

因国内对翻边成形大口径无缝三通管件的工艺研究较少,尚处于初始阶段,所以本文重点对翻边工艺过程中的应力、应变进行了理论计算,且利用Deform软件对翻边工艺进行有限元模拟,分析了变形过程中应力及应变变化规律:管件在平面应力作用下变形区厚度减薄,支管切向应变、径向应变增大。通过模拟验证了预制孔对翻边质量影响非常关键,管件翻边属伸长类变形,变形区厚度减薄与径向应变和切向应变有关。     

火车车轮卧式轧制热力耦合有限元模拟分析

车轮轧制是采用压轧工艺生产整体车轮的一个重要工步。目前,车轮成形工艺的研究主要集中在预成形及辐板弯曲等工步,对于轧制工艺研究相对较少。该文结合车轮卧式轧制原理及特点,在有限元分析软件ABAQUS中建立了车轮七辊卧式轧制的三维热力耦合有限元分析模型。根据有限元模拟结果,探讨了车轮轧制过程中,轮坯表面金属流动规律,轮坯应力、应变及温度的分布和变化规律,以及轧制力能参数的大小及变化。研究结果为车轮卧式轧制的有限元模拟分析和生产实践提供了一定的参考。     

J形引线焊点可靠性有限元分析

采用有限元方法对SOJ（small oudine j-lead package）元器件J形引线焊点进行了数值模拟计算分析。结果表明，SOJ元器件焊接后整体变形明显，陶瓷载体有上翘趋势，引线有向外拉伸趋势，PCB板变形较小。J形引线焊点应变最大部位位于焊点根部，焊趾处次之，中心部位最小。J形引线焊点根部应力集中区域较大，存在着最大应力值，为整个焊点最薄弱部位，易发生疲劳破坏。焊趾处应力集中区域比焊点根部小，应力值也稍小，焊点中心部位应力值最小，比焊趾与焊点根部应力值均小一个数量级。计算结果与实际测试结果吻合。