滚珠旋压非线性动力学有限元模拟

滚珠旋压是一种精密的薄壁管材加工方法。滚珠与模环和工件的接触形式决定了滚珠同时进行公转和自转运动。为了更加精确的分析滚珠旋压的力能参数,本文基于有限元软件Ansys建立了滚珠旋压工艺的非线性动力学分析模型,通过对滚珠摩擦状态的设定,使得模拟结果更加接近实际工况。通过对所计算的三向旋压力与实验数据的对比,验证了模型的可靠性;进而对不同工艺参数下的旋压力进行了计算,得出了旋压力随不同工艺参数的变化规律,为滚珠旋压的工艺与设备设计提供参考。     

薄壁锥形件旋压成型中应力、应变场的有限元分析

应用大型有限元分析软件ANSYS10.0建立了薄壁锥形工件旋压成形的有限元模型,以显式动力学求解器LS-DYNA为基础模拟了其旋压成形过程,分析了工件成形过程中的变形和应力特点,研究了应力和应变等因素对工件成形质量的影响规律。结果表明:应力、应变图显示了成形过程中工件应变和应力的分布特点与规律,为解决工件旋压成形过程中的问题提供了依据;旋压数值模拟有助于发现旋压变形中存在的旋压成形中容易产生断裂、翻边、褶皱和失稳等缺陷问题及产生的原因;旋压力振荡和减薄率过大是工件旋压断裂的主要因素;在旋压工艺中可以通过优化减薄率、转速和进给量等工艺参数有效控制锥形工件旋压成形质量;分析结果对于旋压模具的优化设计和旋压工艺参数合理选择提供了可靠的理论基础。     

镁合金管高速滚珠旋压变形区温升特性研究

滚珠旋压由于连续逐点成型特性而产生大量的变形热而需要对变形区进行连续冷却。由于镁合金成型温度较低的特点,可以利用摩擦与变形热替代镁合金薄壁管滚珠旋压工件的加热过程。本文通过有限元模拟对不同工艺参数下的生热规律进行了计算,结果表明：滚珠旋压变形影响区的温度随着摩擦系数,模具转速,减薄量和进给比的提高而增加,其中,减薄量对温度的提高最为敏感,模环转速对温度的提高影响较小,摩擦系数对温升的影响最小;在高转速和大减薄量时变形影响区的温度可以达到220℃以上,可以满足镁合金的温热成形的温度要求。变形区非接触式温度测量结果表明模拟结果与实测结果吻合度较高。     

空调用过滤瓶数控旋压成形工艺研究

结合缩径成形和旋压过程，建立了薄壁管缩径旋压变形力的理论计算模型和旋压力的计算公式，并对旋压方式，道次压下量△及旋轮进给比f等形工艺参数对滚珠旋压成形的影响进行了试验研究。     

薄壁筒形件多道次滚珠旋压成形机理研究

为研究多道次成形条件下薄壁筒形件滚珠旋压的成形机理,采用实验和有限元法相结合对薄壁筒形件多道次滚珠旋压的应力应变、旋压力和成形性进行了分析。结果表明:各道次下的等效应力和等效应变都是由旋压件的内表面向外表面逐渐增大,且随着旋压道次数的增加,等效应力和等效应变也都是逐渐增大;每道次的轴向旋压力随着滚珠行程的增加而增大,且各道次的旋压力也逐渐增大;多道次滚珠旋压时,由于采用较小的壁厚减薄量和材料的加工硬化,金属易于稳定流动,能够保证管坯的轴向伸长。因此,通过多道次滚珠旋压可实现大减薄量薄壁筒形件的旋压成形。     

铝合金强力旋压变形区温度变化规律

建立了铝合金薄壁精密筒形件三旋轮强力旋压变形区温度变化数学模型,计算并分析了变形区温度变化规律及其对旋压工艺的影响。研究结果表明:多道次强力旋压时,变形区温度最高升温约160℃,变形区金属的变形抗力明显降低约40 MPa;在分析变形区温度变化对壁厚减薄率影响规律的基础上,提出了壁厚减薄率一致性的概念,为薄壁高精度铝合金筒形件旋压提供了理论参考。旋压变形区温度变化导致旋压坯料在厚度方向上产生热膨胀,最大热膨胀量达85μm,名义减薄率与实际减薄率不一致,壁厚减薄误差率达12%。     

双辊夹持板料旋压成形过程塑性变形行为的研究

双辊夹持式板料旋压成形是用来加工薄壁回转体法兰零件的新工艺。为了研究其旋压成形过程中的塑性变形行为,利用ABAQUS软件建立了双辊夹持旋压成形过程的三维有限元模型,并进行了薄壁回转体法兰零件的旋压成形过程的数值模拟,获得了成形过程中等效应力、应变及壁厚的分布。研究了翻边长度对成形件应力应变及壁厚减薄率的影响规律。结果表明等效应力、应变及最大壁厚减薄率均随着翻边长度的增大而增大,由此根据不同的毛坯材料可以确定相应的最大翻边长度。     

大口径无缝三通管翻边成形工艺研究

因国内对翻边成形大口径无缝三通管件的工艺研究较少,尚处于初始阶段,所以本文重点对翻边工艺过程中的应力、应变进行了理论计算,且利用Deform软件对翻边工艺进行有限元模拟,分析了变形过程中应力及应变变化规律:管件在平面应力作用下变形区厚度减薄,支管切向应变、径向应变增大。通过模拟验证了预制孔对翻边质量影响非常关键,管件翻边属伸长类变形,变形区厚度减薄与径向应变和切向应变有关。     

对轮旋压金属成形的刚塑性有限元分析

针对对轮旋压新工艺进行了刚塑性有限元分析。得出了在不同减薄率、不同进给速度时金属变形的速度场、应变速率场、应变场和应力场。计算所得旋压力与实验结果吻合较好。     

筒形件正旋隆起及旋压力三维有限元模拟分析

应用有限元软件MSC．Marc，对TC4筒形件热旋正旋成形过程进行三维弹塑性有限元模拟研究，建立起正旋成形的三维有限元计算模型，分析了旋压加工中隆起现象，计算了旋压力，得到了工艺参数对隆起及旋压力的影响关系。该模拟计算对于探索复杂的旋压成形规律具有重要意义。     

金属波纹管内旋压增量成形过程材料变形特性研究

将增量成形技术与管旋压成形工艺相结合,进行金属波纹管内旋压增量成形。为了获得成形区域材料的变化规律,建立基于ABAQUS/Explicit的金属波纹管内旋压增量成形有限元模型,分析了成形过程中材料的厚度减薄和扭转变化特点。搭建了管内旋压增量成形实验平台,进行增量成形金属波纹管实验,沿厚度方向测量管件成形区域管壁厚度变化分布,对获得的厚度变化进行数据分析,验证有限元数值模型和理论计算结果的正确性,并通过重复进行增量成形多个波纹实验,验证了成形工艺的可靠性。通过分析管壁变形区材料表面微观组织变化规律表明:圆弧过渡区和斜面拉伸区材料的塑性应变大,在该区域管壁容易发生过度减薄和断裂,从而影响成形质量和精度。     

成形工艺参数对倾斜类管件正旋时旋压力的影响规律研究

采用有限元分析软件MARC,基于三维弹塑性有限元理论建立有限元模型,实现了对倾斜类管件旋压成形过程的数值模拟,阐述了倾斜管件正旋时旋压力的变化特征,探讨了工艺参数对旋压力的影响规律,研究结果为工艺参数的确定及优化提供了依据。在理论分析的同时,进行了倾斜类管件旋压成形工艺试验,模拟结果与工艺试验吻合较好。     

管件多道次缩径旋压过程的数值模拟与工艺分析

管材缩径旋压是管材加工的一种较好方法.基于DEFORM-3D有限元软件,建立了缩径旋压的有限元模型.选取优化参数,对铝合金管件缩径旋压成形过程进行了数值模拟；分析了旋压过程中等效应力、应变以及旋压力的变化规律,并对结果进行了总结.     

渐进成形圆孔翻边变形区厚度减薄现象的模拟研究

以Dynaform软件为分析平台构建有限元模型,利用数值模拟方法研究渐进成形圆孔翻边变形区厚度减薄现象。提出了最小厚度的理论计算公式,并验证了其可信性,并以此建立了翻边中部厚度减薄的判定标准。分析了翻边中部厚度减薄现象产生的原因并研究了通过多道次成形来避免减薄现象的可行性。结果表明:单道次渐进成形圆孔翻边K越小成形力越大,使翻边中部板料处于径向拉伸为主的双向受拉状态,从而导致了翻边中部厚度减薄;以减小成形力为准则设计多道次路径渐进成形圆孔翻边可有效的消除单道次成形时出现的翻边中部厚度减薄现象。     

金属管材冷旋压成形过程的三维有限元数值模拟

依据有限元理论，对金属管材冷旋压成形过程进行了数值模拟，得出了在不同旋轮工作角下变形区的应力、应变分布规律。分析了影响成形质量的各种因素，计算了旋压力。为有效的进行旋压技术参数确定、工艺优化以及定量控制提供了可靠的方法和依据。     

铸旋轮毂热旋压过程的数值模拟及工艺优化

为了优化铸旋铝合金轮毂的生产工艺,基于旋压变形的特点,建立了铸旋铝合金轮毂三旋轮热旋压复杂过程的三维有限元模型。采用所建立的有限元模型对实际的A356合金轮毂铸坯热旋压过程进行了数值模拟,对旋压载荷进行了分析,为旋压设备的选择和模具设计提供了依据;同时研究了铸坯开口角和旋轮轨迹分别对轮辋和内轮缘处应变分布的影响规律,获得了合理的开口角度和优化的旋轮轨迹。     

筒形件反旋的三维刚塑性有限元分析

采用三维刚塑性有限元对筒形件反旋进行了分析。建立了筒形件反旋的三维分析模型，获得了旋轮作用区域和其周转区域的应变速率和应力的分布，较好地解释了工艺的变形规律，计算得到了旋轮前锥角对旋压三分力的影响关系以及使总旋压力最小的旋轮前锥角。有限元分析获得的变形区的分布与试验结果相符。     

筒形件强力旋压变形机理的有限元分析

本文通过建立筒形件强力旋压的力学模型,运用三维弹塑性有限元对强力旋压过程进行了计算,得到了旋压过程的应力场和应变场分布。在此基础上,对筒形件强力旋压的变形机理进行了分析,并将计算结果与实测结果进行了比较,两者吻合较好     

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。     

对轮旋金属成形的刚塑性有限元分析

针对对轮旋压新工艺进行了刚塑性有限元分析。得出了在不同减薄率、不同进给速度时金属变速的速度场、应变速率场、应变场和应力场。计算所得旋压力与实验结果吻合较好。