导电杆冷锻成形数值模拟与工艺优化

利用Forge-3D有限元模拟软件,分别对导电杆冷锻成形的两种不同工艺方案进行数值模拟,获得了导电杆不同工艺方案变形过程中的应力、应变分布和载荷变化,并对其进行分析与比较,选择最优的工艺方案。发现第2种工艺方案在锻造过程中各工位模具载荷较小且分布均匀,同时生产的零件表面质量好、无缺陷,且所需工位较少,能够提高生产效率,符合优化的目标。经模拟分析和实验验证,表明按照第2种方案生产出的零件填充饱满、无折叠毛刺等缺陷,这基本符合数值模拟结果,也适用于锻造行业低损耗、尺寸精度高和生产效率高等需求,因此,第2种工艺方案更符合此优化目标要求。     

电镦成形过程的有限元模拟技术

针对电镦成形工艺，提出了一种变体积镦粗的网格再划分算法，并研究叙述了电镦有限元模拟技术中的网格畸变、节点优化及新旧网格场量传递等问题。     

深孔圆环成形缺陷分析及改进方案

以某深孔圆环为研究对象,针对其成形过程凸模磨损的问题,采用有限元软件DEFORM-3D对其成形进行模拟,从金属流线、成形载荷、应力分布等多方面进行分析。结果表明,初始工艺能够完成制件成形,但成形过程中局部材料受到较大的挤压应力,挤内孔成形过程中的局部金属流线较乱、流动阻力较大,导致成形载荷上升、模具磨损加剧。引入锥面成形工位,将初始工艺中的挤内孔工位拆分为锥面成形和圆角填充两个工位。通过模拟和实际试模,验证了改进方案的可行性,成形后的制件表面无折叠、裂纹、刮伤等缺陷,模具寿命得到明显提高,为实际生产提供了指导。     

气门变体积镦粗过程的有限元模拟技术

针对电镦成形工艺，提出了一种变体积镦粗的网格再划分算法，并就电镦有限元模拟技术中的网格畸变、节点优化及新旧网格场量传递等问题，提出了自己的见解。     

金属体积塑性成形过程数值模拟技术与仿真系统

介绍了金属体积塑性成形过程数值模拟方法、关键应用技术及其仿真系统的构成和国内外相关软件系统，对二维、三维有限元网格自动生成技术进行了较为详细的论述，综述了金属塑性成形过程优化设计方法、有限体积法以及无网格方法的国内外现状。最后给出了目前存在的问题及其将来应努力的方向。     

防爆灯外壳铸改挤工艺仿真与分析

为了解决防爆灯外壳在铸造过程中高温对模具的热侵蚀问题,同时改善防爆灯铸件内部的缩孔、气孔等质量问题,增强产品防爆性能,把铸造工艺改为等温挤压工艺。通过对防爆灯外壳成形过程的仿真研究,对防爆灯铸件的结构进行了一系列有利于挤压成型的改善,并通过ANSYS结构分析模块优化产品结构,在达到产品质量要求的前提下尽量降低成本。最后通过有限元手段模拟成形过程,并对其成形结果进行分析。     

锻造预成形工艺三维塑性有限元模拟

综述了目前锻造成形工艺数值模拟的发展现状，对三维锻造过程数值模拟技术的软件系统实现提高了可靠的处理方法，并建立了通用三维刚塑性／刚粘塑性有限元数值模拟系统。对圆饼类锻件的镦粗预成形工艺进行了过程模拟，首次模拟了连杆滚挤预成形工艺，分析了摩擦条件对成形过程的影响，对于模拟整个多工位锻造过程，实现合理的预成形工艺和模具设计具有重要意义。     

不同工艺参数对某薄板多筋类零件成形的影响及优化

对某薄板多筋类零件的成形工艺参数进行研究,借助有限元模拟软件对其成形过程进行模拟。基于正交试验方法,并利用数据分析软件,对挤压温度、挤压速度和摩擦系数这3个工艺参数进行优化,从而确定最佳的成形方案为挤压温度480℃、挤压速度1 mm·s-1、摩擦系数0.1的等温挤压,零件的最小成形载荷为6.49 MN。此外,为验证正交试验数据的正确性,在仿真及正交优化的基础上,在3000 t压机上进行了挤压试验,得出零件的成形性能与有限元模拟结果一致。研究结果表明,基于正交试验法对大型薄板多筋类零件的挤压成形工艺参数优化是可行的,能够缩短生产周期、提高材料利用率。     

金属体积塑性成形过程数值模拟技术与仿真系统

介绍了金属体积塑性成形过程数值模拟方法、关键应用技术及其仿真系统的构成和国内外相关软件系统，对二维、三维有限元网格自动生成技术进行了较为详细的论述，综述了金属塑性成形过程优化设计方法、有限体积法以及无网格方法的国内外现状。最后给出了目前存在的问题及其将来应努力的方向。     

基于数值模拟的车用法兰连接件多工位冷锻工艺研究与改进

以车用法兰连接件为研究对象，根据其结构特点，提出了一种6工位冷锻工艺方案，并采用Deform-3D对各工位成形过程进行了建模分析。结果显示，该方案能够获得外观填充完整的法兰连接件，但存在材料折叠缺陷。基于此，在原方案基础上提出了两种改进方案并依次进行了模拟，分析了改进后方案的网格流线变化图，同时对比了两种改进方案的成形载荷大小。结果表明：两种改进后方案均能够解决材料折叠问题，采用改进方案1时，成形载荷相对更小，更利于降低模具受载，提高模具寿命。经实际试模可知，按改进方案1生产的各工位零件与模拟结果一致，成形完整，无裂纹、折叠等缺陷，工艺可靠，该优化方法对多工位锻造技术的发展具有一定的推广作用。     

金属体积成形过程中温度场的分析

以耦合的方式来处理体积成形过程中塑性变形和温度场之间的相互影响和相互作用 ,开发了一套能进行热力耦合分析的刚塑性 /刚粘塑性有限元模拟软件HFORGE2D ,并利用该软件对镦粗过程和模锻过程进行了数值模拟 ,揭示了成形过程中塑性变形和温度场之间的内在联系     

轿车差速器行星与半轴齿轮冷闭塞锻造成形研究

对轿车差速器行星齿轮与半轴齿轮进行了冷闭塞锻造精密成形工艺研究与有限元数值仿真分析,研究设计了专用液压模架系统。结果表明：闭塞锻造工艺与模具设计合理;数值模拟分析准确;液压模架系统工作可靠,可实现合模力与塞挤力的合理分配。为该项新工艺的工程应用奠定了基础。     

10in不锈钢肘管冷成形模具及工艺分析

本文分别以有限元素软件DEFORM 3D及PAMSTAMP ,并考虑加工硬化材料的变形模式 ,对 10in肘管的冷挤工艺进行模拟分析。分析结果可对模具设计、坯料形状、冲头及模具负荷等关键工艺参数提出建议 ,减少试模及修模的成本     

金属体积成形预成形设计的现状及发展

金属体积成形预成形设计 ,是材料多工序成形工艺与模具设计的中心工作。如何设计预锻件形状和预锻模形状是生产合格终锻件的关键 ,也是模具设计的难点之一。预成形优化设计是采用了优化技术的预成形设计 ,是发展的预成形设计 ,在国内外得到了广泛研究。本文首先介绍了预成形设计所依据的知识和采用的主要手段 :基于以往丰富经验的经验性指导原则、物理模拟技术和基于数值模拟的计算机辅助设计。然后对处于当今预成形设计的主流方法—基于数值模拟的预成形设计的两个发展阶段 ,即预成形设计和预成形优化设计进行了介绍。其次对常用的正向模拟和反向模拟预成形设计方法和常用的基于灵敏度分析的正向模拟优化法、直接微分法、拟合优化法、微观遗传算法等预成形优化设计方法的基本原理、特点及应用进行了介绍和总结。最后指出了预成形设计的发展趋势。     

镁合金压铸件凝固过程计算机模拟

分析了压铸工艺的特点以及压铸过程数值模拟软件的要求，利用铸造过程分析软件模拟镁合金压铸件凝固过程的温度场，基于温度场分析结果，预测在铸件凝固时形成缩孔、缩松等缺陷的位置及分布，优化铸造工艺设计。     

STUDY ON THE NUMERICAL SIMULATION OF MULTI-STAGE ROTARY FORGING OF A NON-AXISYMMETRIC PART AND THE CAE ANALYSIS OF THE DIE STRENGTH

Traditionally a rotary forging process is a kind of metal forming method where a conic upper die, whose axis is deviated an angle from the axis of machine, forges a billet continuously and partially to finish the whole deformation. For the rotary forging process simulation, more researches were focused on simulating the simple stage forming process with axisymmetric part geometry. Whereas in this paper, the upper die is not cone-shaped, and the billet is non-axisymmetric. So the movement of the punch is much more complicated than ever. The 3D FEM simulation models for the preforming ＆ final forming processes are set up aider carefully studying the complicated movement pattern. Deform-3D is used to simulate the material flow, and the boundary nodal resisting forces calculated by the final stage process simulation is used to analyze the final forming die strength. The CAE analysis of the die shows that the design of the final forming die is not reasonable with lower pre-stress which is easy to crack at the critical corners. An optimum die design is also provided with higher pre-stress, and verified by CAE analysis.     

用模型元法建立变形力分布曲线

变形力分布曲线是用模型元法求解金属塑性成形问题的有力工具 ;而变形力分布曲线的建立又依据不同模型单元的力学模型。本文以开式模锻为例说明针对各式各样的体积成形过程建立变形力分布曲线的原理与方法 ;建立了开式模锻各个阶段的变形力分布曲线 ;综合考察了变形力分布曲线随变形过程的变化规律及特征 ;从而为变形力、变形功与节省材料的角度优化设计体积成形工艺及模具找到了有效途经 ;并以实验证明用模型元法建立变形力分布曲线的有效性与实用性。     

直齿圆柱齿轮精锻成形工艺及三维有限元模拟

本文在齿轮分流锻造法的基础上 ,提出了闭式模锻———向内分流法两步成形的直齿圆柱齿轮的精锻工艺方案。采用三维刚塑性有限元法模拟了此工艺的成形过程 ,并且和传统的闭式模锻工艺进行了比较分析。从模拟结果可以看出 ,两步成形工艺不仅工作载荷低 ,而且齿形充填良好 ,是适用于直齿圆柱齿轮精锻的有效工艺方案。     

基于类等势场的粉末高温合金盘件等温锻造预成形设计

以体积成形工艺为例提出了一种新的预成形设计方法。通过静电场模拟选取适当的等势线作为预锻模型腔的基本形状，将选取的预成形形状通过频谱分析进行光顺处理，可以确定出六组预锻模型腔最终轮廓形状。利用有限元软件对粉末高温合金盘件两工步（预锻＋终锻）等温锻造过程进行模拟，进一步分析了相关场变量的分布，优选出预锻模型腔形状。分析表明，基于类等势场法的预成形设计和基于频谱分析的曲线曲面光顺处理方法适合体积成形工艺的预制坯设计。