筒形件强力旋压有限元数值模拟技术的研究

随着强力旋压技术朝着几何形体复杂化和加工质量的高精度化方向发展,数值模拟的地位越显重要.通过对筒形件强力旋压有限元数值模拟中关键技术的总结,回顾了研究所取得的成果和存在的不足,并对今后的研究方向和重点进行了探讨.     

工艺参数对筒形件强力旋压过程的影响

在分析筒形件强力旋压的变形特点基础上建立了计算机仿真模型,利用计算机模拟技术系统地对筒形件强力旋压过程进行了模拟,主要研究变薄率、旋轮进给量、旋轮成形角、旋轮圆角半径四个关键的工艺秘压成形过程及工件质量的影响,通过依次变化每一个参数得到一系列的塑性力学的分布效果图及相应的曲线图,并对成形缺陷进行了预测,实现了相应的参数优化。     

基于数值模拟技术简形件旋压工艺参数的分析

强力旋压是制造薄壁筒形件的一种高效加工方法。在加工过程中会受到很多工艺参数的影响。为改善工件的加工工艺和提高产品质量,有必要对旋压过程中几种影响较大的工艺参数进行分析研究。运用ANSYS软件建立了筒形件旋压的三维有限元模型,利用软件中的LS．DYNA求解器,对圆筒旋压成形过程进行了数值模拟。通过软件的后处理器得到了工件的径向、周向和轴向应力及其应变分布规律,分析了在实际生产中存在问题的发生机理。并就旋压深度、摩擦系数和旋压进给量对旋压力的影响进行了深入分析研究,所得结果可为旋压工艺参数的选取和模具结构的优化设计提供必要的指导。     

基于数值模拟技术筒形件旋压工艺参数的分析

强力旋压是制造薄壁筒形件的一种高效加工方法,在加工过程中会受到很多工艺参数的影响.为改善工件的加工工艺和提高产品质量,有必要对旋压过程中几种影响较大的工艺参数进行分析研究.运用ANSYS软件建立了筒形件旋压的三维有限元模型,利用软件中的LS-DYNA求解器,对圆筒旋压成形过程进行了数值模拟.通过软件的后处理器得到了工件的径向、周向和轴向应力及其应变分布规律,分析了在实际生产中存在问题的发生机理,并就旋压深度、摩擦系数和旋压进给量对旋压力的影响进行了深入分析研究,所得结果可为旋压工艺参数的选取和模具结构的优化设计提供必要的指导.     

药型罩强力旋压的数值模拟结果分析

根据实际工件的尺寸及成形情况,建立了变壁厚药型罩旋压时的数学模型.应用ANSYS软件对其成形过程进行了三维有限元数值模拟,得出了成形过程中变形区应力、应变分布规律,并分析了偏离正弦律对成形的影响.最后根据模拟结果,对在成形过程中出现的缺陷及原因进行了分析.     

筒形件强力旋压的有限元模拟

现代旋压技术是广泛应用于航空、航天、军工等金属精密加工技术领域的一种先进塑性成形工艺。强力旋压是旋压技术的一个重要组成部分,对强力旋压的受力状态进行深入研究将有助于了解旋压工艺的特点和可能出现的缺陷。本文用弹塑性有限元法对强力旋压过程进行了模拟,获得了强力旋压稳定状态下应力应变的分布规律,解释了强力旋压的变形机理和隆起等缺陷产生的原因。     

筒形件强力旋压工艺模拟及实验研究

采用有限元与工艺实验相结合的方法,对筒形件强力旋压工艺进行了研究。对于旋压加工工艺,利用有限元模拟软件建立三维弹塑性模型并进行数值模拟,然后在此基础上分析进给比、减薄率2个工艺参数对筒形件强力旋压成形过程的影响规律。根据数值模拟结果,设计并制造了工装与模具,同时进行了工艺试验,成功试制了壁厚减薄效果良好的筒形件强力旋压样件。     

使用人工神经网络对强力旋压有限元模拟进行参数预选

在筒形件强力旋压领域内，介绍了使用人工神经网络的手段，在MARC有限元模拟的前处理中实现参数预选的方法。作为与有限元模拟相结合的旋压智能化设计的一项关键技术，能够达到减少有限元模拟的误差和工作量的目的。     

筒形件热强力旋压成形工艺参数的回归分步优化

为了改善筒形热强力旋压件的圆柱度并减小壁厚偏差,提出了基于回归分析的工艺参数分步优化方法.介绍了热强力旋压工艺流程,并选择筒形件的圆柱度和壁厚偏差作为优化指标,选择进给比、坯料加热温度、第1道次减薄率、轴向错距作为优化参数,设计了4因素、4水平正交实验,经实验得到了16组不同实验条件下的圆柱度和壁厚偏差.分别建立了圆柱...     

筒形件强力旋压工艺参数选取方式分析

强力旋压是制造薄壁简形件的一种高效加工方法，但在加工过程中会受到很多工艺参数的影响。为改善加工工艺和提高产品质量，对包括旋轮形状在内的几种影响较大的工艺参数进行了分析比较，论证了工艺参数的选取与产品生产缺陷之间的内在规律，提出了可行的选取方式。认为：旋轮形状参数要依据理论公式和经验在一定范围内选择；旋轮进给比要考虑壁厚减薄率、管坯厚度、旋轮直径以及圆角半径等因素的影响，通常在0．5mm／r～1．5mm／r之间选取；普通简形件采用多道次成形，道次减薄率应逐渐增大，道次减薄量由大到小递减；带内筋筒形件采用大减薄率一道次成形或采用不同的芯模实现预成形和终成形；旋压力的大小要综合考虑其它工艺参数的变化情况，合理施加。这样，经过一定的调整就可以加工出质量较好的产品，从而为该工艺提供了一定的技术支持和理论保证。     

锻态工业纯钛热轧变形抗力热模拟试验

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对锻态工业纯钛TA1进行高温拉伸试验,其变形温度为800~1050℃,变形速率为0.01~1 s-1,并对工业纯钛TA1进行变形抗力研究,分析了变形温度、应变速率和变形程度对变形抗力的影响。结果表明,变形抗力曲线主要以动态回复、再结晶软化为主要特征。温度对变形抗力的影响是以工业纯钛TA1相变点为界限。800和1000℃时,随应变速率增大,变形抗力先增大后减小;变形温度为850、900和1050℃时,变形抗力随应变速率增大而增大。变形抗力随变形程度增加,其变化呈两种趋势。     

纯钛TA2线性摩擦焊接过程温度场模拟

基于有限元软件ABAQUS,建立纯钛TA2线性摩擦焊接过程的二维有限元模型,在频率35 Hz、振幅2.5 mm、摩擦压力50 MPa、焊接时间4 s的工艺参数下,分析纯钛TA2线性摩擦焊接温度场升温过程及冷却过程的温度场演变。结果表明:在升温过程中,摩擦焊接初始阶段界面最高温度在1 s之内迅速上升,随后焊接界面温度形成准稳态平台并且接头轴向缩短量开始线性增加。在冷却初始阶段,焊接界面温度下降明显。随着界面温度进一步降低,由于飞边热量回流作用,整个焊接界面上可以明显看到界面中心向外温度逐渐升高的趋势。     

工业纯钛TA1薄板杯突试验及其数值模拟

在BHB-80板料双向拉伸试验机上,对厚度分别为0.8,1.0和2.0 mm的工业纯钛TA1薄板进行了室温条件下的杯突试验.试验结果表明,3种厚度TA1薄板的杯突值(IE值)分别为11.00,11.10和11.90 mm,并且随着板料厚度的增加,杯突值随之增加.此外,在试验基础上利用有限元分析软件对TA1板的成形过程进行数值模拟,采用最大凸模力准则获得了虚拟的杯突值,分析了变形过程中等效应变的分布,并预测了试件开裂的部位.模拟结果表明,虚拟杯突值要小于试验获得的杯突值,但不改变板厚对杯突值的影响规律;随着变形增加,最大等效应变区发生转移;预测的开裂部位与试验结果一致.     

Surface nanocrystallization of commercial pure titanium by shot peening

The surface nanostructures of commercial pure titanium was realized by the modified shot peening equipment commonly used in industry through the special treatment process. The results show that high-energy-shot-peening(HESP) commonly used to prepare nanostructured surface layers can be achieved by the increase of pill size, pill speed, and treatment time in the commercial shot peening equipment. XRD, SEM and TEM were used to characterize the surface layer microstructure of treated specimens. The analytic results show that the main deformation mode of commercial pure Ti is twinning. At the beginning of deformation, the dislocations are formed and twins occur within or on plane, then twins in intersection plane appear, and at last the twin characteristics disappear in the surface layer after longer treatment time. The deformation layer depth increases with treatment time in a certain period when the pill size and speed are unchanged. And in the severe plastic deformation (SPD) layer in which the twins are not identified easily by using SEM, the nanocrystalline microstructures are found under TEM. The finest grain size in the surface layer is about 40 nm, and the depth of nanostructured layers is over 60 μm. The microhardness of the nanostructured surface layers is enhanced significantly after shot peening compared with that of the initial simple.     

2020年中国钛、锆产品进出口统计

通过热压缩实验研究了原始晶粒尺寸为厘米级的EB炉流程纯钛在不同变形温度和变形速率下的热变形行为,并基于电子背散射衍射(EBSD)技术对EB炉流程纯钛的再结晶机制进行了探讨。结果表明：厘米级的EB炉流程纯钛在热变形过程中的加工硬化行为具有典型的“三阶段”特征：第一阶段线性快速下降；第二阶段迅速回升至一个峰值；第三阶段从峰值又开始下降,这与变形过程中的孪生现象有关；EBSD结果表明超粗晶粒纯钛在热变形过程中的再结晶机制主要是非连续动态再结晶。     

退火工艺对冷轧工业纯钛带卷各向异性的影响

力学性能各向异性是影响工业纯钛板带材成形性能的主要因素之一。为制备低各向异性工业纯钛带卷,采用室温拉伸试验和电子背散射衍射技术表征了经不同工艺退火后冷轧工业纯钛的力学性能、显微组织和织构,分析了退火工艺对工业纯钛带卷力学性能各向异性的影响规律。结果表明,退火温度固定时,延长退火时间,TA1钛带纵向屈服强度降低程度大于横向,导致其各向异性升高,而退火超过一定时间后其各向异性趋于稳定,700 ℃时钛带纵横向屈服强度差值的稳定值为82 MPa,610 ℃时的稳定值为58 MPa;退火时间固定时,在所研究温度范围内,退火温度越高,钛带各向异性越显著。织构分析表明,延长退火时间或/和升高退火温度,TA1钛带的棱锥织构增强、基面织构减弱,导致室温拉伸时纵横向{1010}<1120>柱面滑移的施密特因子差值增大,从而表现出更明显的力学性能各向异性。     

无缝气瓶收口热旋压成形过程的数值模拟及分析

通过MSC.Marc有限元分析软件模拟气瓶收口热旋压的成形过程,分析了在不同温度和进给率下管坯壁厚、等效应变速率、应力及旋压力的变化规律.结果表明:径向旋压力与总旋压力很接近,导致管坯周向受压,壁厚在不同区段出现程度不同的减薄和增大;随着旋压温度和旋轮进给率的增加,管坯起旋点处单元壁厚减薄增加,直壁和口部单元的壁厚增厚...     

热锻工艺数值模拟及微观组织预测技术

简要介绍了所研制的锻造工艺模拟及微观组织预测有限元分析软件SF2D／3D的功能、技术特征。在章末尾给出了几个典型算例。     

筒形件强力旋压新技术--浮动芯模法

提出了一种新的旋压方法－浮动芯模法。该方法采用的芯模长度尺寸较小,两端不固定加工,制造和安装非常容易。由于该方法是采用旋轮不动,工件做轴向运动,故解决了正旋所带来的工件扭曲的问题。此法用于加工长管类件,更显示出它的优越性,对改善管类件的加工具有重要的意义。