带壁厚偏差管坯液压胀形加载路径的研究

建立了带壁厚偏差管坯液压胀形的力学模型,揭示了不同轴向应力状态下壁厚偏差对管坯成形的影响规律,给出了带壁厚偏差管坯液压胀形加载路径设计的标准.针对某重型卡车桥壳预成形管坯的液压胀形工艺,进行了3种不同壁厚偏差管坯在不同典型加载路径下的有限元模拟,结果表明:内压升高至最大保持恒定,管坯薄壁侧均在合模前发生开裂且薄壁侧与厚...     

Spherical-cymbal换能器端帽自由胀形回弹预测与控制

为更经济地制造出质量更高的Spherical-cymbal换能器端帽,在其成形中用自由液压胀形工艺取代传统的冲压工艺,并对其自由胀形中的回弹问题进行了重点研究。采用ANSYS/LS-DYNA软件对端帽的自由胀形回弹量进行了预测,并根据约束条件及有限元模拟结果提出了回弹控制措施。实验结果验证了采用有限元数值模拟进行Spherical-cymbal换能器端帽自由胀形回弹预测与控制的可行性。     

控制厚度分布的正反向超塑胀形的有限元分析

为研究正反向超塑胀形工艺对厚度分布的影响,应用商业有限元软件MARC对带有凹槽的深盒形7475合金零件正反向超塑胀形过程进行了有限元模拟,并对不同工艺条件下成形后零件的壁厚分布结果进行了分析.研究表明:正反向超塑胀形工艺是控制成形零件壁厚的有效途径,通过优化压力-时间曲线和反向胀形模具形状,明显改善了零件的厚度分布,达到了零件的设计要求;后处理直观地显示了该零件正反向超塑胀形的全过程,为成形提供了合理的方案;零件变形各阶段的应变速率控制在7475合金的应变速率范围内,证明压力-时间曲线设计合理.     

小曲率铝合金框形件弯胀成形数值模拟研究

目的 针对一种小曲率铝合金框形件成形后回弹大和起皱问题,对其进行弯胀复合成形工艺的数值模拟研究。方法 基于DYNAFORM软件对成形过程进行仿真,并通过对比分析零件的最大减薄率及圆角处的贴膜度,得出该零件最大液室压力的最优值为20 MPa,并基于该参数进行壁厚分布及回弹的模拟分析,最后,通过现场试验对该成形方案进行验证。结果 通过采用弯胀复合成形工艺方法,该零件的最大回弹量控制在2 mm以内,零件整体成形质量较好,无破裂、起皱现象。结论 该种成形方法较刚性模压弯及主动式充液胀形更具优势,能够有效解决小曲率框形件回弹大及起皱问题。     

超声振动辅助T2紫铜薄板软模微胀形工艺研究

目的 解决薄板微胀形工艺中尺度效应导致的零件尺寸精度及形状精度不稳定以及板料减薄带来的成形极限下降等问题。方法 对T2紫铜薄板进行多球冠微结构胀形工艺研究,对比刚模微胀形和超声振动辅助软模微胀形工艺条件下球冠微结构的成形质量,分析壁厚减薄率的变化规律,研究超声振动保压时间对球冠形貌及胀形高度的影响,对比分析紫铜薄板厚度对球冠胀形质量的影响规律。结果 超声振动辅助软模微胀形工艺能够提高球冠微结构胀形极限,促进材料均匀变形,改善壁厚分布,相比于刚模微胀形,在超声作用下壁厚减薄率降低了约7%。超声振动保压时间越长,球冠贴模性越好,当保压时间为80 s时,球冠相对高度提升了0.1 mm。板料厚度越薄,成形极限越低,当板料厚度为100μm时,球冠成形质量及成形精度最高,在超声振动辅助软模微胀形工艺条件下,球冠成形极限进一步提高。结论 超声振动与软模相结合的复合成形方法能够降低T2紫铜薄板微胀形尺度效应的不利影响,抑制壁厚过度减薄,显著提升胀形精度和成形极限。     

球形件液压胀形成形方案探究

目的解决球形件传统成形工艺冗余、困难的问题。方法提出了3种液压胀形成形方案,并利用有限元软件Dynaform,对每种方案进行了数值模拟。结果通过模拟分析,确定了各方案最佳模拟结果,获得了各方案壁厚分布情况,明确了成形缺陷形式以及产生的原因。最小壁厚位于球心横截面处,是危险区;当合模补料130 mm时,模拟结果显示最大壁厚减薄率最小,为16.5%。结论利用液压胀形可以成功成形球形件;补料方式对成形结果有很大的影响,合模补料成形质量最优,端头补料次之,无补料最差。     

薄壁罐气压胀形参数优化研究

为提高金属薄壁罐气压胀形的成形质量,减少壁厚减薄严重及皱折破裂等成形缺陷,采用数值模拟的方法,分析了摩擦因数、模具圆角半径、坯料厚度、胀形压力对壁厚减薄率、最大应力值、轴向收缩的影响规律,试验验证与数值模拟结果吻合。研究结果对工艺优化和过程控制具有实用意义。     

硬铝合金半球形零件的渐进成形工艺研究

目的 研究冲压胀形工艺与渐进成形工艺成形半球形零件的区别。方法 使用两种热处理状态的硬铝合金,AA2024-O和AA2024-T4,分别用冲压胀形工艺和渐进成形工艺成形半球形零件。结果 相比较渐进成形零件而言,使用冲压胀形工艺得出的半球形零件的壁厚相对均匀,变形程度可以达到更大;在相同的试验条件下,AA2024-O的成形性能远高于AA2024-T4的成形性能;在本实验所研究的参数范围内,下压量越小,成形高度越大,对AA2024-O进给速率越快,成形高度越大;而对AA2024-T4进给速率越慢,成形高度越大;对于胀形零件,材料在胀形过程中处于双向拉伸应变状态,而渐进成形零件在成形过程中处于平面应变状态;胀形零件的最大应变和最大减薄处是半球的中心,而渐进成形零件的最大应变和最大减薄处是半球的边缘。结论 胀形零件的危险截面在半球的中心,渐进成形零件的危险截面在半球的边缘。     

空心双拐曲轴加载路径优化与成形规律

目的研究加载路径对空心双拐曲轴成形效果的影响。方法基于有限元分析软件,对304不锈钢双拐曲轴内高压胀形工艺进行有限元仿真,分析了加载路径对双拐曲轴胀形高度与壁厚的影响,并对开裂、起皱等缺陷产生的原因进行分析,最后,根据数值模拟结果,对双拐曲轴进行实际成形试验,并将数值模拟结果与试验结果进行对比。结果成形压力小于20 MPa时,管坯产生起皱;成形压力大于60 MPa时,管坯产生开裂。通过试验获得了壁厚分布均匀的双拐曲轴零件,并且数值模拟结果和试验结果基本一致。结论轴向进给大、内压不足容易导致过渡圆角处起皱;轴向进给小、内压过大容易导致拐部顶端开裂。只有设置合理的加载路径才能成形出壁厚均匀性好,胀形高度达到要求的双拐曲轴。     

半球形件粘性介质压力成形的数值模拟研究

粘性压力成形技术是金属板材成形领域里新近出现的一种先进的加工工艺.对双面施放粘性介质的板材胀形进行了模拟研究,在双面施放介质的板材粘性介质胀形时,排放孔位置分布对毛坯成形过程有明显的影响.排放孔位置分布的不同造成模腔内介质的速度场不同,进而导致板材不同部位的流动速度的方向大小发生变化,最终使成形件的厚度分布不同.     

Predictive model of superplastic properties of aluminum bronze and of the superplastic extrusion test

The superplastic properties of aluminum bronze were studied by way of artificial neural network. The model was established using Levenberg–Marquardt algorithm. It was improved by studying superplastic tension test data of aluminum bronze such that the superplastic forming parameters were optimized. According to the parameters, the experiment of superplastic extrusion of a solid bearing was performed. It is shown that the model reflected well the relationship between superplastic properties of aluminum bronze and superplastic tension conditions. The relative error between the test values and the predicted values of the network is less than 8.5%, which meets perfectly the demands of superplastic deformation of aluminum bronze. Moreover, the superplastic forming of solid cage of aluminum bronze show that it is feasible to produce solid cage using superplastic extrusion process. This extrusion process has remarkable economic benefits as well.     

Prediction of non-uniform thinning in superplastically formed spherical domes

Abstract

Superplastic forming is an attractive manufacturing process, which allows the production of complex sheet metal components. The gas pressure bulging of metal sheets has become an important forming method. As the bulging process progresses, significant thinning in the sheet material becomes obvious. A prior knowledge about non-uniform thinning in the product after forming helps the designer in the selection of initial blank thickness. This paper suggests a simple procedure to obtain the variation in thickness of a gas pressure formed spherical dome at any instant of time during the bulging process. This simple procedure is validated by comparing predicted and measured thicknesses of a formed titanium hemispherical dome.     

A Methodology for the Design of Effective Cooling System in Injection Moulding

In this work, the forming behaviour of a commercial sheet of AZ31B magnesium alloy at elevated temperatures is investigated and reported. The experimental activity is performed in two phases. The first phase consists in free bulging test and the second one in analysing the ability of the sheet in filling a closed die. Different pressure and temperature levels are applied. In free bulging tests, the specimen dome height is used as characterizing parameter; in the same test, the strain rate sensitivity index is calculated using an analytical approach. Thus, appropriate forming parameters, such as temperature and pressure, are individuated and used for subsequent forming tests. In the second phase, forming tests in closed die with a prismatic shape cavity are performed. The influence of relevant process parameters concerning forming results in terms of cavity filling, fillet radii on the final specimen profile are analysed. Closed die forming tests put in evidence how the examined commercial magnesium sheet can successfully be formed in complicated geometries if process parameters are adequately chosen.     

高精度17-4PH不锈钢隔碗拉深液压胀形复合成形工艺参数优化

目的 针对17-4PH不锈钢冷成形回弹大、贴模性差等问题,研究17-4PH不锈钢隔碗零件的拉深成形和液压胀形规律,确定隔碗零件拉深液压胀形复合成形的最佳工艺及参数.方法 利用有限元方法确定并优化了拉深预成形和液压胀形中的工艺参数.基于优化后的结果设计并制造了相关的模具,最终通过试验验证了有限元方法的有效性.结果 结合数...     

花键轴开模冷挤压中局部镦粗问题及相关光塑性理论的研究

通过改变模具结构设计 ,找到了花键轴开模冷挤压成形中局部镦粗问题的解决办法 ,并在光塑性实验的基础上 ,提出了该解决方法的理论分析模型及引导长度的计算方法 ,根据计算值选取实际工艺参数 ,取得满意结果 .     

铝合金马鞍形件充液成形工艺模拟分析

目的研究板材充液成形柔性制造高精度、高质量马鞍形件的工艺方法。方法利用有限元动力学显示分析方法,对充液拉深和液压胀形两种成形工艺方案进行分析,并对比分析减薄率和成形极限图判断工艺方案的合理性。结果针对铝合金马鞍形件,通过对比分析2种方案,充液拉深工艺中的最大减薄率达到14.3%,液压胀形最大减薄率为7.2%,位置均在型面补充件的顶部,2种方案的成形极限都在安全区域内,未见破裂现象。结论通过工艺模拟分析,得到对铝合金马鞍形件,采用一模两件液压拉深成形工艺较合理,成本较低,加工周期短,加工效率高,成形精度高。     

铝合金薄壁波纹板充液成形工艺研究

目的解决航空铝合金薄壁波纹板爆炸成形工艺成形效率低且成形质量差的问题。方法提出了3种充液成形工艺方案,利用有限元分析软件对3种成形方案进行了对比分析,并且对最优方案进行了试验验证。结果有限元分析结果显示,双面加压充液成形方法能够使零件的各部分变形均匀,避免了在充液成形过程中因摩擦力作用导致的局部变形过大产生的开裂,有效地提高了材料的成形能力。结论双面加压充液成形方法能够成形出轮廓精度高、表面质量好的铝合金薄壁波纹板。     

变工况下滚动轴承保持架碰撞接触动力学特性分析

滚动轴承保持架在运动过程中始终会与滚动体产生碰撞,尤其在变工况条件下更易表现出复杂的动态接触特性,对轴承使用性能和寿命产生重要影响。该研究以深沟球轴承6309为研究对象,考虑滚动体与内外圈、保持架之间动态接触关系,建立了滚动轴承耦合动力学模型,分别讨论了匀、加、减速及不同转速波动工况下滚动体与保持架间碰撞力幅值、次数及分布情况等接触特性变化。研究结果表明：变速工况下滚动体与保持架间碰撞次数增多;加速工况下滚动体与保持架兜孔前端碰撞力幅值明显小于后端碰撞力幅值,且承载区内滚动体主要与兜孔前端发生频繁碰撞,非承载内则主要与后端发生碰撞,减速工况则相反;相较于稳定工况,转速波动工况下滚动体与保持架间碰撞作用力要大得多,碰撞程度从小到大依次为三角波动工况、简谐波动工况、矩形波动工况。该研究结果可为保持架的设计和失效分析提供理论依据。