双向凸台皮带轮冲锻成形有限元分析

根据皮带轮壁厚不均匀且带有双向凸台的结构特点,对其进行冲锻成形工艺研究。利用有限元软件Deform-3D对冲锻阶段金属的流动、成形缺陷及成形载荷进行模拟分析,并采取在冲锻模上模增加不同高度分流槽的形式来降低成形载荷。结果表明,对于双向凸台皮带轮可以采用冲锻成形工艺来成形;在分流槽高度为2mm时,成形效果良好,成形载荷较小。     

花型齿冷精密成形数值模拟及工艺分析

目的研究某曲轴减震皮带轮花型成形板料增厚的可行性及花型齿轮廓度差。方法运用有限元模拟软件,建立了曲轴减震皮带轮的有限元模型,选取了不同的装模方式、凸模分流孔和坯料减压孔,对曲轴减震皮带轮精压成形过程进行了数值模拟。结果模拟获得了不同装模方式、凸模分流孔大小和坯料减压孔大小对载荷和花型齿成形质量的影响,并对结果进行了总结。结论选择合适的装模方式、凸模分流孔和坯料减压孔,不仅可以较好地满足花型齿精度要求,而且还能有效地降低成形载荷和实现薄板局部增厚,实现降本增效的效果。     

基于响应面法的大型锥筒件内凸缘缩口成形工艺参数优化

目的 探究大型锥筒件内凸缘缩口成形的最佳工艺参数。方法 首先,根据内凸缘缩口成形的工艺原理,使用三维软件构建内凸缘缩口成形的仿真模型,并用Deform进行仿真成形。在此基础上,以缩口件高度和成形载荷作为内凸缘成形质量的判断依据,基于响应面法得到关于缩口件高度和成形载荷的回归预测模型。分析不同的摩擦因数、挤压速度和凹模锥度对内凸缘成形质量的影响,优化得到最佳的成形工艺参数,最后进行物理试验验证。结果 通过响应面法拟合得到了缩口件高度和成形载荷关于3因素的多元非线性模型,模型通过F检验得出的显著性概率P值均小于0.000 1,失拟项值均大于0.05,且模型预测值与试验模拟值的关系接近直线,充分说明了该数学模型的合理性。当摩擦因数为0.3、挤压速度为3 mm/s、凹模锥度为9°时,毛坯的成形载荷最小,为90 k N,缩口件高度最低,为1 350 mm,与模型预测相比,误差均小于10%。结论 优化后的工艺参数使内凸缘成形质量高、表面光滑无缺陷、成形载荷小,为大型锥筒的内凸缘成形工艺提供了参考。     

基于响应面法橡皮成形侧压块参数优化及验证

橡皮成形是飞机钣金零件制造的一种重要的成形工艺,为提高典型零件橡皮成形的效率,针对橡皮成形过程中产生的起皱问题,基于响应面法对侧压块参数进行优化.首先对新淬火状态下的铝合金板料进行材料试验,分析了其成形性能指标参数,为有限元模拟提供材料本构关系与模型;然后以起皱量化为优化目标,将凸弯边的最大增厚率作为侧压块优化的目标函数,为得到典型零件橡皮成形侧压块精确的几何参数,采用Abaqus有限元软件对带侧压块成形过程进行正交模拟试验,得出侧压块几何参数对起皱指标影响程度的主次关系,并得到最优的参数水平组合.基于响应面建模方法建立了侧压块最优几何参数和起皱指标之间的多项式关系,并用遗传算法进行参数优化,利用优化后的工艺参数进行有限元模拟,阐述了侧压块防皱原理;最后通过实际成形试验,验证了有限元模拟的可行性和优化方法的可靠性.     

皮带轮温精辗压近净成形工艺模拟分析

为了克服当今皮带轮生产中材料浪费、生产率低、精度低等缺点,提出了皮带轮两步温精辗压近净成形新工艺。通过数值模拟的方法,分析了其成形过程和载荷,以及影响锻件成形质量的几个关键因素。数值模拟结果表明:工艺方案合理可行。锻件外围部分变形量大,变形均匀,质量高,所需成形力小。模具形状和运动参数匹配对成形质量和载荷影响很大,模具运动方式可以自由选择。     

皮带轮圆筒形凸台多道次拉深成形工艺研究

目的研究皮带轮圆筒形凸台多道次拉深成形工艺过程。方法根据拉深系数计算拉深道次,并采用有限元模拟软件模拟分析多道次拉深成形过程。结果根据计算,需采用八道次拉深成形筒形凸台,成形过程中最大等效应力、应变分布在凸模、凹模圆角位置处及筒壁外表。随着道次增多,坯料内累积的等效应力应变值增大。结论八道次拉深成形后,坯料内累积的应力应变值较大,筒形凸台尺寸符合要求,成形质量较好,根据模拟结果成功进行了生产试制。     

双筒形件铲旋成形应力应变场有限元分析

提出了双筒形件旋压加工的一种新方法——铲旋工艺。分析双筒形件铲旋成形过程应力应变场分布规律,是研究双筒形件铲旋成形机理的基础和前提。基于有限元分析软件Deform-3D对双筒形件铲旋成形进行数值模拟,采用该模型获得了双筒形件铲旋成形过程的应力和应变场的分布特征,并提取成形载荷进行分析。分析结果可为铲旋成形工艺研究和工艺参数优化提供理论依据。     

液压缸缸筒内孔滚压工艺的有限元模拟

为了更好地研究缸筒内表面成形质量以及工艺参数的合理性。利用Deform有限元分析软件对液压缸缸筒内孔表面滚压加工状态进行有限元分析,从分析结果中得到缸筒的等效应力、表面受力分布、材料速度矢量以及成形表面质量等,通过缸筒内孔滚压的有限元分析,对液压缸缸筒内孔滚压成形工艺编制提供了一定的指导。     

基于有限元的法兰轴结构件塑性成形工艺分析

目的 针对法兰轴结构件塑性成形过程复杂、工序繁琐、成形效率低、材料易折叠等问题,基于塑性成形理论,对汽车法兰轴零件进行工艺分析,提出2种冷镦成形方案,对法兰轴结构件进行塑性成形工艺研究。方法 分析汽车法兰轴的几何特征,采用有限元分析软件对2种冷镦成形方案的成形载荷进行模拟比较,确定较为合理的工艺方案,通过正交试验设计进一步进行工艺参数的优化,选取预成形角度A、摩擦因数B、冷镦速度C、终成形圆角直径R作为4个因素,每个因素对应3个水平,并以成形载荷大小作为考核指标。结果 通过有限元数值模拟技术,得到工艺1各工序载荷分别为403、521 kN,工艺2各工序载荷分别为226、518 kN。可知工艺2比工艺1效率高,模具使用寿命更长。最后通过正交试验法获得各因素对成形载荷影响大小的排序为：摩擦因数>冷镦速度>终成形圆角直径>预成形角度,最优工艺组合为：预成形角度19°,摩擦因数0.2,冷镦速度15 mm/s,终成形圆角直径3 mm。结论 工艺2的冷镦成形方案缩短了锻件生产试验过程和修模时间,能够满足设计要求,为实际生产金属零部件提供了理论依据。     

航空连接件冲锻成形数值模拟及优化

为了研究各工艺参数对凸台成形的影响,根据航空用关键连接件的结构特点,制定出了冲锻成形工艺方案,同时设计出了一副落料冲孔复合模,利用有限元模拟软件对凸台冲锻成形进行了模拟分析,并通过正交实验对工艺参数进行优化.结果表明,影响凸台成形的因素按影响效果强弱依次为冲头的高度、宽度,摩擦因子、长度,当冲头尺寸为5.5mm×2.5...     

双筒形皮带轮多道次拉深成形工艺

目的 研究双筒型带轮多道次拉深成形过程。方法 根据冲压手册计算拉深道次与凸、凹模尺寸,并采用有限元模拟软件DEFORM,模拟分析多道次拉深成形过程。根据理论计算得出需要8道次拉深成形双筒形带轮。结果 随着成形道次的增加,内筒及外筒圆角处累积的应力应变值最大减薄最严重,从外筒至内筒壁厚持续减小,其中内筒底部圆角为厚度最小处。结论 通过8道次拉深的方法成形出所需的零件,零件壁厚达到所需要求,并成功试验出成形质量较好的样件。     

单根多楔带传动系统带横向振动的计算方法

以一典型的由驱动轮、从动轮、张紧器和多楔带组成的三轮-带传动系统为研究对象,建立了三轮-带传动系统轮-带耦合振动计算的数学模型。模型中,带简化为纵向运动伯努利-欧拉梁,各轮和张紧器简化为刚性旋转元件。应用边界值问题(BVP)求解技术计算了带横向位移的稳态解;带的横向振动位移为时间与空间的函数,为求解方便,应用迦辽金法将其离散为时间函数和空间函数之积,计算了各带的横向振动。实验测试了一三轮-带传动系统中带的横向振动和轮的旋转振动。论文对计算结果与实测结果进行了对比,结果表明,计算值与实测值吻合较好,从而验证了模型和论文计算方法。文中计算带横向振动的方法,对计算发动机前段附件驱动系统等复杂的多楔带传动系统动态特性具有参考价值。     

单根多楔带附件驱动系统中各带段横向振动固有频率计算方法的研究

将单根多楔带附件驱动系统中相邻两轮之间的带段简化成纵向运动梁,推导了纵向运动带(梁)横向振动固有频率的计算方程。以一典型的三轮(主动轮、从动轮和张紧轮)-带附件驱动系统为例,分别运用轮-(梁)带耦合模型(将带简化为梁)和单根纵向运动梁(带)模型,计算分析了附件驱动系统中各带段的横向振动频率。结果表明,当带的弯曲刚度较小和带速较低时,可以利用单根纵向运动梁(带)模型计算得到带的横向振动固有频率。该文的计算方法和结论,为单根多楔带附件驱动系统中带横向振动固有频率的计算分析提供了分析模型和计算方法。     

Failure Analysis of a 1990 Mazda Miata Crankshaft and Timing Pulley Bolt

A Mazda Miata crankshaft and timing belt pulley bolt failed in service. This caused extensive damage to the engine. The crankshaft and bolt were analyzed to determine the cause of failure. Using visual examination and other means, it was determined that the crankshaft and bolt failed by fatigue. The crankshaft failure initiated at the keyway, while the timing belt pulley bolt initiated in the threads. Inadequate clamping force during installation of the timing belt pulley bolt is thought to have initiated failure.     

A356铝合金车轮轮辋旋压成形工艺优化

目的 解决A356铸旋铝合金车轮内轮缘部位性能不足,满足客户的试验标准。方法 以某款车轮为研究对象,分析了现有成形工艺下导致内轮缘性能低的主要原因,提出了其性能提升的关键。在此基础上,更改旋轮形状、旋压成形轨迹和旋压参数,以获得内轮缘处更大的塑性变形量,并对该新的成形工艺进行了热旋压试验验证。结果 新的旋压工艺能增加旋压轮辋内轮缘处的变形量,变形组织更加均匀。结论 该旋压工艺的优化,大大提高了内轮缘的性能,力学性能提高10%以上,满足了主机厂的标准,已经应用于批量生产中。     

卸载过程的物料运动研究

在物料输送中卸载过程的物料运动是非常复杂的。利用运动学原理分析了物料的受力情况,解析了水平输送、倾斜向上输送和倾斜向下输送3种情况时临界状态发生的条件,确定了输送带以不同角度趋入滚筒时物料被抛出的始点位置和切线角,研究了物料在输送带上的运动状况并得出结论,最后建立卸料轨迹方程,用计算机实现了轨迹线的绘制。     

J-integral analysis of cord-rubber serpentine belt using neural-network-based material modelling

A known factor that limits the performance of automotive front‐end accessory serpentine belt drive is cracking of the elastomer located in the rib tip. In this paper, fracture experiments were conducted using single‐edge notched tension (SENT) specimens to study the fracture behaviour of a belt rib compound. A finite‐element modelling method utilizing singular elements for crack in rubber solid was proposed and implemented in both plane‐stress and 3D solid models using ABAQUS. A newly developed neural‐network‐based model was used to represent a nonlinear elastic belt rib rubber compound. The crack finite‐element model, along with the neural‐network‐based material model, was verified with analytical and experimental results. A global–local finite‐element procedure was developed to evaluate the J‐integral for mode‐I through‐the‐thickness crack in V‐ribbed belt rib. Effects of pre‐crack length, pulley pre‐load and backside pulley displacement were investigated.     

一类平带驱动系统非线性振动的幅频特性

采用解析和数值方法得到了一类平带驱动系统非线性振动的幅频特性。考虑由主动轮、从动轮、张紧轮和张紧臂构成的平带驱动系统基本力学模型,建立了系统的振动方程。推广平均法的基本思想到多自由度系统,导出了平均化方程,进而可得到了系统响应的幅频特性。针对具体算例,通过用数值方法直接积分系统振动方程,得到了系统的幅频特性。解析结果与数值结果定性一致,但也存在定量方面的误差。     

具有单向离合器的多楔带附件驱动系统旋转振动建模及参数优化设计

建立有单向离合器装置的三轮-多楔带附件驱动系统的非线性旋转振动数学模型。用Gear数值算法求解从动轮与张紧臂的角度波动。计算结果表明,有单向离合器装置时从动轮与张紧臂的角度波动、各带段的动态张力、带-轮间的滑移率等系统动态特性均明显减小。计算、研究单向离合器弹簧刚度的大小、附件轴与从动轮转动惯量比的大小对系统动态特性的影响。以张紧臂角度波动、单向离合器弹簧扭矩、带-从动轮间的滑移率最小为优化目标,建立单向离合器弹簧刚度和附件轴转动惯量两参数优化设计数学模型。结果表明,优化后的系统参数,三轮-多楔带传动系统的动态特性均得到一定程度的改善。文中单向离合器装置三轮-多楔带传动系统的建模、动态特性求解及参数优化设计方法,为发动机前端附件驱动系统的旋转振动控制提供参考。     

轮带系统横向振动变结构控制方法

针对由主从动轮、作动器及皮带构成的典型轮带系统模型,皮带横向振动与主、从动轮及作动器振动相耦合,其横向位移受主、从动轮及作动器影响,给出皮带在谐波激励下横向振动位移精确表达式,利用变结构理论,采用指数趋近律设计出有效控制力以控制张紧臂方向,从而抑制皮带横向振动。在初始条件和与激励作用下,利用Matlab进行数值仿真。结果表明：在谐波激励下,皮带横向振动位移得到有效抑制,验证控制力的有效性。