薄壁圆筒缩径成形数值模拟参数优化设计

采用薄壁圆筒缩径成形工艺生产汽车产品是一种新技术。与传统的旋压成形比较．可大大降低设备的投资．提高生产效率和产品质量．降低制造成本。薄壁圆筒缩径成形与薄壁管缩径比较,缩径时存在着口部起皱、顶盖弯曲失稳的缺陷,为了得到高质量的产品,缩径工艺方案设计要考虑材料性质、摩擦系数、缩径变形量、半模角等诸多因素。本文以轿车后弹簧座缩径成形为例,研究了上述参数对缩径工艺方案设计的影响。并采用有限元数值模拟方法进行工艺参数的优化设汁,得到了应用于实际的工艺方案。     

薄壁塑件的注射成型数值模拟及工艺参数优化

以薄壁塑件蒸发风机底座的翘曲变形为研究对象,利用CAE数值模拟技术,分析了塑件注射成型主要工艺参数对塑件翘曲变形的影响,运用正交试验获得最佳工艺参数组合。根据最佳工艺参数组合进行数值模拟,经试验验证,塑件翘曲变形得到了明显改善。     

薄壁低碳钢管焊接变形的数值模拟

基于泛用软件ABAQUS,开发了适用于模拟熔化焊产生的温度场、应力场和应变场的热弹塑性非线性有限元计算方法.通过建立三维有限元模型和采用双椭球高斯体积移动热源,对低碳钢薄壁钢管的焊接温度场和焊接变形进行了数值模拟.同时还采用焊接机器人实际进行了低碳钢薄壁钢管的焊接,并实测了钢管的焊接变形.结果表明.数值模拟得到的变形和...     

低碳钢薄板单道堆焊焊接变形的数值模拟

基于ABAQUS有限元分析软件,开发了考虑移动热源、材料非线性和几何非线性的热-弹-塑性有限元计算方法.利用所开发的数值方法对薄板单道堆焊时的焊接残余应力和变形进行了模拟.同时采用试验方法测量了薄板接头的焊接变形和残余应力.通过对比数值模拟结果和试验结果,验证了所开发方法的有效性.在同时考虑几何非线性与材料非线性的情况下,有限元计算得到的焊接变形结果与实测值一致;计算得到的焊接残余应力也与实测值比较吻合.此外利用数值模拟方法详细研究了薄板焊接变形的特点和残余应力的分布特征.     

不同约束下试板中心堆焊焊接变形的模拟

采用三维热弹塑性有限元法,模拟熔化极气体保护焊平板中心堆焊时的焊件变形,探讨不同约束位置对薄板焊后残余变形的影响,并通过实际施焊进行验证.结果表明:约束位置对模拟结果影响很大,在焊件对称面底边施加重力方向的拘束与实际变形最为接近.     

铝合金薄壁圆筒纵直缝焊接残余应力数值模拟

利用热弹塑性有限元方法对薄壁铝筒纵直焊缝TIG焊进行了数值模拟计算,建立了分析模型,定量地描述了准稳态温度场和残余应力场计算数值以及在整个圆筒上的分布情况,并进行了试验验证.结果表明,焊接时热源周围极窄区域温度高、梯度大,离开热源,温度峰值急剧下降;纵向残余应力在焊缝及热影响区为拉应力,最大值位于焊缝长度中心截面上;纵向残余应力在圆周上表现出拉压区交替变化的趋势.利用应力释放法对焊接件进行应力测量,测量结果与模拟计算结果吻合良好.     

稳压器安全端接管表面堆焊工艺参数虚拟研究

利用有限元数值模拟方法研究稳压器安全端接管表面堆焊实验中焊接工艺参数对焊接应力的影响,并进行虚拟焊接工艺设计。运用ANSYS软件建立某核电厂稳压器安全端接管表面堆焊修复的数值模型,比较分析不同焊接电流、焊接速度对焊接应力的影响。结果表明:在虚拟焊接分析研究范围内,焊接电流越大,原管道内的焊接压应力越大;焊接速度越大,原管道内的焊接压应力越小。     

工艺参数对2017铝合金ECAP变形影响的数值模拟研究

运用刚塑性有限元法对不同工艺参数下2017铝合金的等通道转角挤压(ECAP)过程进行了热力耦合的数值模拟,研究了不同挤压温度、挤压速度和摩擦因子对ECAP过程中挤压载荷、等效应力和等效应变分布的影响。结果表明:在ECAP过程中,提高挤压速度、降低挤压温度均会导致载荷峰值和等效应力峰值增大。挤压速度和挤压温度对等效应变的影响不大。减小摩擦因子可以有效降低挤压载荷峰值和平均等效应变,而等效应力峰值基本不受摩擦因子的影响。     

成形工艺参数对薄壳塑件翘曲变形影响的数值模拟

利用Moldflow分析软件对薄壳塑件成型过程进行模拟,获得了不同注射工艺参数下薄壳塑件翘曲变形量,比较了不同工艺参数对翘曲变形量的影响,通过正交试验得到了优化的工艺参数组合,为注射工艺分析和模具设计提供了依据。     

薄壁件加工变形仿真及工艺参数优选

针对汽车主模型检具铣削变形问题进行研究。利用有限元软件ABAQUS模拟铣削过程,建立单因素实验和四因素三水平正交试验,分析检具铣削时各工艺参数对两指标(工件加工变形和材料去除率)的影响规律。运用多量纲归一化方法和综合评分法对两指标进行归一化计算,采用极差分析法对计算结果进行分析,确定各工艺参数对两指标归一化后的贡献度,并获得AA5083薄壁零件铣削工艺参数的最佳组合,通过加工实验对优化后的工艺参数的正确性加以验证。实验结果表明:工件加工的平均偏差比优化前降低了18%,材料去除率比优化前提高了135%。证明该方法是一种较为有效的优化方法。     

汽轮机主蒸汽进气插管堆焊工艺的数值模拟研究

汽轮机主蒸汽进气插管的服役环境较为恶劣,长期受高温、高压气流的冲击,需要在其表面堆焊耐磨的司太立合金以提高安全性及使用寿命,但其堆焊的工艺及选材问题一直是汽轮机行业所关注的。本文运用有限元数值模拟方法,针对试块堆焊过程进行计算研究。研究的目标是从降低残余应力的角度优化堆焊工艺。根据研究结果,提出两点优化措施,即:(1)应该采用间断焊的堆焊工艺;(2)选择堆焊的过渡层材料屈服强度应该介于母材和堆焊层之间。上述措施能够有效降低残余应力,模拟计算为优化堆焊工艺提供了理论指导。本文的数值模拟结果和试验结果吻合较好。     

铝合金在不同点焊规范参数下的数值模拟

采用有限元分析软件ANSYS对航空铝合金2A16进行点焊模拟,模拟时分别改变焊接电流、焊接时间、电极压力,比较得出在不同参数条件下的焊接温度场及熔核大小,并在相同实验条件下验证实验结果。结果表明:在逐渐变大电流情况下,熔核直径逐渐增大;焊接时间和电极压力在一定程度上影响着熔核大小和接头的拉伸强度,过大或过小都不利于熔核的生成和接头的强度。     

基于Sysweld的货车端墙焊接变形数值模拟

货车的端墙是由薄板构件组装而成的,在焊接过程中由于焊缝处收缩力的作用导致端墙板失稳,不可避免的产生了波浪变形。过大的变形量不但影响端墙结构的外形美观,而且影响了货车的产品质量,因此有必要减小焊接变形。根据端墙结构建立其几何模型、划分网格、设置热源参数,使用焊接专业软件Sysweld模拟计算在相同热输入下的不同焊接顺序的变形量,从而得出焊接顺序、焊接方向调整对变形的改进效果,为生产提供参考依据。     

预置应力对圆筒纵缝焊接变形影响的数值模拟

利用有限元分析软件模拟了厚度为5mm的5A06铝合金圆筒纵缝焊接过程.对残余应力在整个简体上的分布进行了定量的描述,并进行了试验验证.通过加载的方法,在圆筒上施加一定的预置应力,使之产生的拉伸塑性变形与焊接时在焊缝及其附近所产生的压缩性变形部分抵消,达到控制焊接变形的目的.结果表明,该方法能有效控制圆筒纵向收缩及角变形.     

圆筒件冷拉深成形工艺分析及数值模拟

针对圆筒件冷拉深成形过程,确定了合适的工艺参数及模具尺寸,并结合有限元数值模拟方法,对该成形过程进行了模拟计算,分析了成形缺陷一颈缩产生的原因,据此优化了工艺方案.最终保证了圆筒件拉深成形工序的顺利进行.     

不同端部形状下工艺参数对楔横轧轧件凹心深度的影响

运用Deform软件对不同端部形状下楔横轧轧件的成形过程进行了数值模拟,采用四元二次正交旋转组合设计法研究了平端面和锥形端面下各工艺参数对轧件凹心深度的影响规律,用DPS9.50软件分析得到了平端面下轧件凹心深度的回归方程。结果表明,平端面坯料凹心深度与展宽角成反比,随断面收缩率的增大先增大后减小,随轧制长度的增大先增大后趋于不变,随成形角的增大先减小后增大,而锥形端面坯料凹心深度受工艺参数的影响不大,且锥形端面下轧件凹心深度要明显小于平端面下凹心深度。提出采用锥形端面坯料的方式来有效控制端面凹心。最后通过轧制实验,验证了该回归方程的可信度和采用锥形坯料的方式来减小凹心深度的可行性。     

基于SYSWELD的TIG堆焊试件应力及变形数值模拟分析

通过运用SYSWELD建立TIG堆焊试件的有限元模型,计算出整个焊接试件的应力场分布和变形情况.模拟结果表明,堆焊试件的应力和变形随能量输入和焊接时间的不同而不同,输入能量越高,焊缝区域应力越小,变形也小;焊接时间增长,应力和变形增大.     

电机端扁头锻造工艺的数值模拟研究

采用锻造模拟软件Forge,对电机端扁头锻件锻造工艺进行模拟,通过锻造各火次的计算,分析扁头锻件的锻造过程中的应力应变和缩孔缩松分布情况。为实际生产提供具有指导意义的数据,通过后期实际锻造及锻件的性能检测,模拟结果符合实际生产。     

镁合金薄壁件压铸成形的工艺及数值模拟

利用Procast模拟软件分析AZ91D镁合金薄壁手机支架件的充型过程与凝固过程;结合模拟与实验研究不同工艺参数对薄壁压铸件表面质量、密度、组织及力学性能的影响,并探索出合适的工艺参数。结果表明:薄壁支架件所产生的缺陷类型及位置与模拟结果相吻合;浇注温度和快压射速度对薄壁件的压铸成形具有重要影响,适当降低浇注温度或提高快压射速度均有利于改善铸件的表面质量,减少铸造缺陷、细化晶粒和提高力学性能。对于AZ91D镁合金薄壁手机支架件压铸,合适的浇注温度和快压射速度分别为670℃和2.3 m/s,在此工艺参数下生产的铸件表面质量良好,晶粒细小,其平均尺寸仅为5.1μm,铸件密度高,气孔率仅为2.0%,铸件力学性能优异,其抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别为306 MPa、203 MPa、6.0%和86 HV。     

45钢不同工艺参数线性摩擦焊接的三维数值模拟

基于Abaqus有限元分析软件的显式分析模块,建立了简化的45钢线性摩擦焊同质接头的三维计算模型,研究了其线性摩擦焊接时接头温度场和轴向缩短量的变化情况,并针对工艺参数中的振动频率对焊接结果的影响进行了分析。结果表明:焊接界面中心温度在1s内上升到800℃,之后界面温度缓慢上升至950℃左右,随着焊接过程的进行,焊接界面温度场均匀化,轴向缩短量不断增加,大量材料被挤出形成了飞边。最后将模拟结果与试验结果进行对比,验证了计算模型的可靠性。