楔横轧轧制螺纹轴应力状态研究

提供了楔横轧轧制螺旋轴类件模型,并通过DEFORM-3D有限元软件模拟了楔横轧轧制梯形齿形截面螺旋轴类件的成形过程,对轧件成形过程中两个重要变形阶段(成形段和精整段)的应力分布及变化规律进行详细分析.得到了轧制过程工件内部不会出现心部疏松等缺陷的结论,该应力变化规律为楔横轧轧制螺旋件的深入研究提供了理论依据.     

楔横轧应变分布的光塑性实验研究

以聚碳酸酯作为模型材料,采用三维光塑性实验方法对楔横轧金属变形工步进行了模拟研究。对典型截面切片的等差线和等倾线条纹进行了观测分析,采用牛顿迭代法求解了楔横轧制件内部的三维应变分布。计算结果说明,楔横轧变形区属于复杂的三维变形,轧件的变形是不均匀的,表层变形大,心部变形小,变形的不均匀将导致轧件内部产生附加应力。实验结果表明,利用三维光塑性方法对楔横轧成形进行实验模拟是成功的,为研究金属塑性成形工艺提供了一种有效的实验手段。     

交变次数对楔横轧心部疏松的影响

应用ANSYS-DYNA有限元软件,对楔横轧轴类件进行轧制过程的模拟,以轧件1／2半径点的应力循环变化行为为基础,得到轧件中心截面的交变次数。选取了典型轧制实验模型与有限元分析结果做比较,得到交变次数对轧件心部疏松的影响规律,为深入研究楔横轧的疏松机理提供了依据。     

楔横轧大型轴类件轧制力规律研究

轧制力是楔横轧成形大型轴类件的重要技术参数之一。文章采用ANSYS/LS-DYNA3D有限元软件对大型轴类件的楔横轧成形进行数值模拟,分析轧制力随工艺参数和轧件直径变化的规律,通过轧制实验验证表明,有限元模拟具有良好的可靠性。该文对于楔横轧大型轴类件轧制力规律的研究结果,为设计大型楔横轧机确定力能参数,实现大型轴类零件的楔横轧经济化生产,提供了理论依据。     

基于ANSYS/LS-DYNA的楔横轧应力应变分析

通过ANSYS/ LS-DYNA有限元分析软件,对楔横轧轴类件的成型过程进行数值模拟,分析楔横轧轴类件轧制过程的应力应变规律,并对各轴向应力应变进行比较,阐明楔横轧轴类件的变形特征,得到轴类零件轧制过程中轧件内部的应变场、轧件表面变形形状等信息,可为其他零件轧制成形机理及变形规律的研究提供理论依据和参考.     

渐开线直齿齿轮轴楔横轧三维有限元模拟分析

由于楔横轧的零件力学性能优良,广泛用于轧制普通轴.但是轧制齿轮轴的研究几乎空白.提出了齿轮范成法加工原理应用于楔横轧技术中而成形齿轮轴的工艺理论.使用DEFORM-3D有限元软件模拟了楔横轧轧制渐开线直齿齿轮轴成形过程,获得了轧件的塑性等效应变、轧制力能、轮齿成形效果,分析了数值模拟结果.     

汽车半轴多楔楔横轧成形应力变化规律分析

本文根据楔横轧多楔轧制特点,建立了楔横轧多楔轧制半轴细杆部的三维有限元模型,编制了半轴细杆部多楔轧制过程进行有限元模拟的命令流程序,详细的分析了轧制过程中楔入段、展宽段主楔在侧楔作用下轧件内部应力变化规律,为多楔轧制半轴的模具设计和工艺参数的确定提供理论依据.     

凸轮轴板式楔横轧精确成形过程仿真

利用板式楔横轧加工工艺精确轧制凸轮轴,简述了凸轮轴板式楔横轧精确成形的原理;利用DEFORM-3D软件,采用三维刚-塑性有限元法对凸轮轴板式楔横轧轧制的数值模型进行模拟仿真,得到了较为理想的凸轮成形结果;分析了凸轮体在轧制过程中的应变分布状态,得出了轧件的金属流动为轴向螺旋式.模拟结果表明:利用带有特殊曲面的板式楔横轧模具精确成形凸轮轴是可行的.     

成形角对楔横轧二次楔轧制心部缺陷的影响

为了研究工艺参数对楔横轧大断面收缩率二次楔轧制轴类零件心部缺陷的影响规律,进行了楔横轧二次楔轧制试验,得到一系列在不同工艺参数下的轧件中心孔洞面积数据,利用软件MATLAB对数据进行分析处理.揭示出成形角对孔洞面积大小的影响规律:当两个成形角α1,α2中一个较小时,轧件心部孔洞面积随着另一个的增大而明显减小;并且二次楔成形角α2对轧件心部缺陷的影响程度稍大于一次楔成形角α1.研究结果为楔横轧模具、轧机的设计提供了一定的参考.     

凸轮轴楔横轧成形仿真与应力应变分析

提出了一种凸轮轴楔横轧成形新工艺,得出了楔横轧成形凸轮轴轧辊的辊形曲线和轧齐曲线.利用三维有限元软件DEFORM-3D对凸轮轴成形进行了数值模拟,在模拟轧制过程中,轧辊楔面排料的同时轧件上的凸轮轮廓也被轧辊上的凸轮凹槽逐渐轧制生成,并且逐渐被轧齐,得出轧件应力、应变场在凸轮顶端和芯部较小,在与轧辊楔面接触处最大,呈非对称分布的特点.模拟结果表明,用楔横轧工艺轧制凸轮轴是完全可行的.     

Inconel718合金楔横轧成形热力耦合模拟

应用三维刚塑性有限元Deform-3D软件对Inconel718合金的楔横轧成形进行了热力耦合数值模拟,获得了轧制过程中轧件心部温度场、应力-应变场分布规律。模拟结果表明,轧件心部在靠近起楔点位置处温度、变形速率均出现整体最大值,并且应力状态也最为复杂,因此该处最容易出现心部缺陷。     

汽车半轴楔横轧模具计算机辅助设计

针对楔横轧多楔精密成形汽车半轴模具设计计算和制造复杂难题,本文利用VB可视化程序对PRO/E进行二次开发,编制了汽车半轴楔横轧多楔模具的通用计算程序,计算出主楔和侧楔的端面移动量、轧齐曲线等数据,并将所有结果数据存放至Access数据库中,在PRO/E下生成三维实体模型,从而实现汽车半轴楔横轧多楔模具的计算机辅助参数化设计,为汽车半轴的规模化生产提供有效的数值工具.     

模具参数对楔横轧铝合金轧件内部空洞的影响(英文)

通过分析楔横轧内部空洞(疏松)缺陷的物理性质和形成特征,将内部空洞视为多孔材料,利用多孔材料的刚塑性有限元方法,建立7075铝合金坯料内部空洞缺陷的数值模型。采用相对密度研究成形角、展宽角、断面收缩率对内部空洞缺陷的影响规律。结果显示:内部空洞的扩展主要发生在展宽段,楔入段对它的影响很小。展宽角是影响内部空洞产生的主要因素,而断面收缩率的影响较小。成形角、展宽角、断面收缩率越大,越不易发生内部空洞缺陷。在模具设计时,为了防止铝合金坯料轧制后产生内部空洞缺陷,断面收缩率应选择在55%～65%之间,展宽角在8°～10°之间,成形角在29°～32°之间。     

Influence of tool parameters on internal voids in cross wedge rolling of aluminum alloy parts

The internal void of cross wedge rolling (CWR) part can be treated as porous material due to their similar physical property and deformation characteristics. Aiming at the CWR process of aluminum alloy 7075 workpiece, the numerical simulation model for internal void was established by means of the rigid-plastic FEM method for the porous material. The relative density was used to research the influence of three primary parameters on the internal void in CWR process, including the forming angle α₁, the stretching angle β and the area reduction ΔA. The experimental results show that the expansion of internal void occurs in the stretching zone, and the knifing zone just has a little influence on it. The stretching angle has a great influence on the internal void, while the area reduction has a small influence on it. The size of internal voids decreases with the increase of area reduction, stretching angle and forming angle. When designing the CWR tool geometry and operating conditions, to prevent the internal void, the area reduction is suggested to be 55%–65%, the stretching angle to be 8°–10°, and the forming angle to be 29°–32°.     

基于有限元法分析的楔横轧多楔轧制力能参数规律

多楔轧工艺适合轧制长轴类汽车零件,但其轧制力能参数变化规律复杂,至今无统一理论可循.本文采用作者编制的楔横轧多楔轧制命令流有限元程序,利用Ansys/Ls-Dyna有限元软件LS950求解器模块,对楔横轧多楔轧制过程进行有限元数值模拟,实验验证其误差在10%以下,在此基础上分析各种工艺参数对楔横轧多楔轧制力的影响,阐明楔横轧多楔轧制力的变化规律.研究结果对于轧制长轴类汽车零件轧机设计中合理确定轧制力、正确选择轧制工艺参数及孔型设计具有重要现实意义和应用价值.     

多楔楔横轧42CrMo4大型空心长轴类零件分析

大型厚壁空心长轴类零件是工业装备中的关键零部件,文章采用多楔楔横轧成形该类零件。首先,推导多楔楔横轧长轴空心件的侧楔偏转角公式,为多楔楔横轧模具的设计奠定了基础。然后,研究展宽角对单楔楔横轧厚壁空心件的影响规律,发现相对于轧制小直径空心轴,展宽角的选择范围可以扩大,内孔椭圆度也能得到控制。同时发现模具的顶面脱空也能控制内孔椭圆度。最后,建立双楔楔横轧轧制大型厚壁空心长轴类零件的有限元模型,模拟了成形过程,监测对称面的内孔椭圆度,有限元计算的内孔椭圆度为4.98%,轧制实验值为5.56%。表明：双楔楔横轧大型厚壁空心长轴类零件是可行的。     

大断面收缩率一次楔入轧件心部缺陷的实验研究

为深入考察楔横轧大断面收缩率一次楔入轧件的心部质量状况,在H500轧机上进行了不同工艺条件下的轧制实验,得到了断面缩减率大于75%的一次楔成形时轧件心部不易产生宏观缺陷;揭示出各个工艺参数对轧件心部缺陷的影响规律;并发现成形角足影响心部质量的决定性因素,大成形角有减少缺陷产生的趋势.研究结果为进一步探索楔横轧的心部缺陷机理提供了依据.     

楔横轧工艺成形阶梯轴类件时轧件表面缺陷形成条件分析

依据文献 [4]的模拟实验结果 ,拟定了楔横轧工艺成形阶梯轴类件时轧件表面出现表面缺陷 (蛇皮状或鱼鳞状缺陷 )时的金属流动速度场。以此为基础 ,并借助于上限原理和最小能量原理 ,获得了楔横轧成形阶梯轴时轧件表面缺陷形成的必要条件。同时 ,研究了表面缺陷产生与变形程度、摩擦因数及模具整形段相对长度的关系。从而为估测楔横轧成形阶梯轴类件时轧件表面是否会产生缺陷提供理论指导。     

楔横轧凸轮轴轧制半径对辊形曲线影响的规律

为获得楔横轧凸轮轴轧制半径对辊形曲线的影响规律,文章采用DEFORM-3D有限元软件,得到了楔横轧轧件的轧制半径的变化规律,有限元分析表明,轧件的轧制半径在楔入段和展宽段基本不变,精整段前段随楔面升高而变小,轧件成形后轧制半径保持不变,并用实验数据验证了此规律的正确性。在此基础上设计出了楔横轧轧制凸轮轴时轧辊的辊形曲线,应用此辊形曲线进行有限元仿真和实验轧制,取得良好的效果,验证了此种辊形曲线的求解方法的正确性。