薄壁件铣削加工中的铣削力仿真分析

为了研究薄壁件铣削加工过程中的铣削力分布规律,在对铣削加工模型分析基础上,针对材料为45#钢的薄壁零件,采用商业有限元软件ABAQUS建立能够反映实际状态的三维铣削模型,并进行模拟,获得铣削力曲线和应力、应变分布情况。为验证仿真结果的可行性,采用与有限元模型相同的条件进行实验并获得铣削力实验数据,对比表明:铣削力的模拟结果与实验结果能够较好的吻合。分析结果表明:所建立的薄壁零件三维铣削有限元模型是可行的,其对铣削力和薄壁零件加工变形预测具有重要意义。     

基于DEFORM-3D的金属铣削过程仿真研究

基于切削加工的热-弹塑性有限元理论,建立了金属正交切削加工的热力耦合有限元模型;分析、研究了材料的本构模型、断裂准则、接触摩擦特性以及热传导方程等切削加工模拟所涉及的关键技术;然后采用DEFORM-3D软件对45号钢进行了切削加工有限元模拟分析,预测了铣削加工切削力,同时得到了在热力耦合作用下的工件和刀具中的铣削力、非均匀应力场、应变场和温度场分布情况,并通过实验验证了有限元模型的正确性。     

复合材料定向器热力耦合仿真研究

复合材料热力耦合分析变形形式复杂多样,不易控制,近年来成为研究的热点。针对火箭定向器热力耦合问题,通过施加边界约束和载荷,创建了温度与压力共同作用下的热力耦合有限元模型,并得到了定向器在工作状况下的应力场和温度场的变形仿真结果。与只有压力作用下的模型进行对比,证明了考虑温度场对定向器强度的必要性及该定向器的安全可靠,能够满足该工况下的强度。     

轧制过程弹性辊三维热力耦合仿真分析

为得到轧制过程中轧辊、轧件的应力、温度分布,采用有限元软件LS-DYNA,通过三维热力耦合弹塑性有限元方法,在轧辊为弹性体的条件下,对钢材的平辊热轧过程进行了仿真分析。详细介绍了有限元模型的建立,材料参数、边界条件及载荷的定义。仿真分析结果表明：轧制过程中接触弧内轧辊表面受三向压应力的作用,在垂直于轧辊轴线的平面内剪应力呈现交变现象;同时得到了轧辊表面温度呈周期性变化的结果。     

板带热轧三维有限元热力耦合仿真分析

采用更新的Langrange方法及大变形热力耦合有限元法对热轧过程进行了热力耦合仿真分析,经过多道次轧制仿真后,得出了轧件的温度场和轧制力分布以及每道次轧件入口与出口温度大小及轧制力的大小,并进行了现场工业实验对仿真结果进行了验证,计算结果表明,仿真所得结果与实测结果误差很小,均在5%之内,从而证明模型是正确的,能够很好的运用于热轧过程的参数计算和研究,并对以后热轧工艺参数匹配规律研究以及板形控制研究提供重要的分析平台和起到重要的指导作用.     

精轧区带钢热轧热力耦合有限元仿真

根据实际生产工艺,借助MSC.MARC有限元分析软件,建立宽带钢多道次热连轧有限元模型,对宽带钢的轧制过程的温度场、轧制力特性等进行了仿真研究。仿真结果与实测值误差非常小,终轧温度与实测温度误差在±13°C以内,各道次轧制力与实测值误差在±10%以内。在此基础上,讨论不同工艺参数对带钢温度场,轧制力的影响,为优化轧制工艺提供理论依据。     

二维正交铣削加工有限元仿真分析

以正交切削理论及其假设条件为基础,结合有限元分析软件ABAQUS中材料的失效与切屑分离准则,模拟了二维铣削加工过程中工件的应力、应变和铣削力的变化趋势,与相关切削加工理论对比分析,说明其变化趋势是正确的.     

航空铝合金7075-T7451三维铣削过程有限元仿真

采用有限元分析软件AdvantEdge建立反映金属切削过程高温、大应变及高应变率状态的切削模型,模拟了航空铝合金7075-T7451铣削加工过程,获得了两个铣削周期内的铣削力变化曲线,并预测了工件及刀具上的温度分布;模拟了铣削过程中切屑的形成,获得了与实际切屑相似的切屑形状。通过铣削力实验获得了相同铣削条件下的铣削力值,与模拟铣削力值比较,发现两者具有较好的一致性,从而证明了有限元模型的正确性。     

基于有限元的4G20发动机活塞热力耦合分析与仿真

对4G20发动机的活塞进行有限元的分析。运用Pro/Engineer软件基于特征建立活塞3D实体模型,使用ANSYS Workbench对其进行网格划分和有限元计算仿真,并对活塞进行热力耦合分析。     

基于正交切削模型的铣削加工有限元仿真

以铲齿成形铣刀的使用寿命为优化目标,对刀具的几何角度、切削用量进行模拟研究。建立正交铣削加工模型来模拟仿真铣削过程,并对切削加工过程中所得到的一些基本物理量进行分析和讨论。从理论深度上把握切削加工的状态,为建立合适的加工工艺策略提供理论和技术上的支持。     

高速面铣刀设计模型的热力耦合评判方法

基于热力耦合场分析评判高速面铣刀的设计模型。依据需求层次理论,给出高速铣刀性能层次结构,提出高速铣刀性能评判方案;针对高速可转位铣刀串联系统的失效特征和高速铣刀动平衡精度要求,确立高速面铣刀的基本结构,采用均匀试验设计方法获得铣刀组件材料设计方案,构建高速铣削铝合金直径为63mm的面铣刀设计模型;进行高速面铣刀热力耦合场分析,研究铣刀组件材料和转速对其最高切削温度、最大等效应力和刀片位移的影响,评判和优选出可用于高速铣削铝合金的高速面铣刀设计方案;通过高速面铣刀切削铝合金试验,利用铣刀动平衡精度、安全性、切削效率和已加工表面粗糙度试验结果,测试铣刀的高速切削性能满足高速切削要求。     

滑动对GCr15钢磨损行为的影响

为了研究滑动对GCr15钢磨损失效行为的影响,在M-2000型摩擦磨损试验机上分别进行了纯滚动和滚动与滑动耦合的摩擦磨损试验,用表面粗糙度仪测量了试样在不同磨损阶段的表面形貌,用称重法测量其磨损量。结果表明：在滚动与滑动耦合作用下,GCr15的磨损规律及磨损机理比较复杂,氧化层剥落和点蚀是其主要的磨损形式,温度对GCr15钢磨损影响显著。     

冲击与摩擦耦合作用下GCr15钢的磨损行为研究

为研究金属材料在冲击与摩擦耦合作用下的表面磨损行为，选用GCr15钢在脚磨损试验机上进行了冲击与摩擦耦合作用下的磨损试验，通过用表面粗糙度仪测量试件在不同磨损阶段的表面形貌，用称重法测量其磨损量，分析了冲击与摩擦耦合作用下GCr15钢的磨损机理。     

超声电磁耦合场对GCr15轴承钢圆柱滚子组织性能的影响

取同一批次轴承用GCr15钢圆柱滚子清洗后研磨、抛光,用腐蚀液腐蚀抛光后的样品,观察试样的金相后采用三种不同的电磁、超声耦合能量场处理试样,发现超声耦合能量场作用下晶粒尺寸呈现细化、均匀趋势,试样的抗弯强度和洛氏硬度都有所提高。改变电磁、超声耦合能量场工艺方案,GCr15钢圆柱滚子的力学性能和金相呈现一定的变化趋势;找到使GCr15钢圆柱滚子性能最佳的处理工艺,此结论可以应用于以后的实践生产。并在此基础上探讨了电磁效应对GCr15钢圆柱滚子金相显微结构细化和均匀化的作用机制。     

PCBN刀具和硬质合金刀具铣削GCr15的对比试验研究

在干式切削的条件下,采用单因素试验法,比较分析了PCBN刀具和硬质合金刀具铣削轴承钢GCr15的差异。结果表明:PCBN刀具在铣削过程中不产生积屑瘤,可获得更好的表面粗糙度,后刀面的磨损较小。     

激光相变强化提高GCr15钢表面硬度的机理研究

通过试验，分析了GCr15钢经激光相变强化后硬化层的微观相结构；验证了经过激光相变强化后其表面硬度可得到明显提高；探讨了激光相变强化提高GCr15钢表面硬度的机理。     

GCr15钢微织构表面固体润滑性能研究

为研究不同表面处理方式对PTFE/GCr15钢配副表面摩擦学性能的影响,采用Nd:YAG纳秒激光器对GCr15轴承钢下试样表面进行激光织构加工,并以纳米MoS₂固体润滑剂作为润滑介质,以黏结有PTFE自润滑衬垫的圆柱销作为上试样进行对摩试验。研究发现:PTFE自润滑衬垫与微织构GCr15摩擦副在干摩擦条件下摩擦因数较低,仅为0.137,而在纳米MoS₂固体润滑剂润滑条件下,其摩擦因数进一步下降为0.123,且波动较小。通过EDS分析表明,表面微织构、聚四氟乙烯衬垫与纳米MoS₂润滑介质三者具有协同润滑减摩效应,可摩擦副表面生成一层由PTFE与纳米MoS₂材料组成的致密、平滑复合润滑膜,有效改善对摩副之间的润滑特性。研究表明,通过表面激光织构技术与固体自润滑技术(添加纳米MoS₂)的有效集成融合,可进一步改善PTFE/GCr15钢配副的润滑性能。     

GCr15钢制导轨的表面淬火研究

介绍了一种导轨表面淬火的方法--国产超音频设备感应淬火工艺的研发过程,通过工艺试验的分析,验证了该工艺的可行性,为直线滚动导轨的热处理生产开辟了一条低成本、高品质的新路.     

GCr15轴承钢的复合微动磨损行为研究

对GCr15轴承钢球/平面接触方式,在倾角分别为30°和45°进行复合微动磨损试验。分析了该微动接触条件下的动力学特性;利用光学显微镜、轮廓仪和扫描电子显微镜对磨痕进行了分析,根据复合微动运行的三个阶段,提出了GCr15钢的复合微动磨损的物理模型。     

热处理工艺对GCr15钢断口特征的影响

通过试验分析研究了不同热处理工艺下GCr15钢断口形貌特征，在正常淬、回火后的断口为准解理断口。若出现沿晶断裂，随淬火温度升高，出现沿晶断口，且900℃以上基本为沿晶断口，表明轴承零件发生明显脆性断裂。