圆柱体扭压成形过程热力耦合的温度分析

扭压成形工艺和一般镦粗相比有许多优点考虑到成形过程中温度与变形之间的热力耦合效应,作者运用刚粘塑性有限元法模拟了高温下圆柱体的扭压成形过程,详细分析温度对整个过程的影响以及变形规律     

塑性变形与传热耦合分析技术的研究

基于传热学和有限元理论，分析了金属塑性成形中的热传导问题的解法，通过对耦合迭代法和准静态耦合技术的比较研究和实例验例，指出后者更适于塑性成形过程中变形与传热的耦合分析。     

锻造成形过程中温度场的有限元分析

论述了刚塑性有限元分析方法的基本原理，建立了热力耦合分析模型，开发了热力耦合刚塑性有限元分析软件．通过将圆柱体镦粗过程的模拟结果与有关文献中的模拟结果的比较，说明了该分析方法和程序的可靠性．采用新开发的程序系统对45#钢热镦粗成形进行了模拟分析，得出了反映温场变化的温度分布图，揭示了成形过程中塑性变形和温度场之间的内在联系．     

连杆终锻过程变形行为的光塑性实验研究

采用光塑性实验方法研究长轴类复杂锻件变形规律，针对ＡＸ１００摩托车汽油机连杆终锻过程变形行为进行了光塑性实验，通过对不同典型截面切片的等倾线和等差线的观测分析，发现不同部位具有明显的变形特征：两头端以镦粗变形为主，并受工字梁杆和飞边的影响；两头端与工字梁杆过渡区具于明显三向应力状态，中心与外侧具有明显差别；工字梁杆部镦－挤复合变形。实验结果与理论和工艺中出现现象的定性分析是一致的，并可解释工艺中的     

热力耦合刚粘塑性有限元模拟技术的研究

热锻过程中温度和变形相互之间的影响是非常显著的。以刚粘塑性有限元法和热力耦合模拟热锻过程的基本原理为基础开发了一套有限元模拟软件，对模拟中存在的初始速度场、收敛准则和摩擦条件等关键问题提出了有效解决办法，并以镦粗为例进行了模拟。     

镦粗过程中锻件内孔洞缺陷的有限元分析

采用刚塑性有限元法对镦粗过程中的圆柱锻件内孔洞缺陷进行了数值分析,并研究了摩擦条件对锻件内孔洞闭合的影响。模拟结果与实验结果对比表明,锻件压下量ｅ％与孔洞变形程度ｂ／ａ的关系曲线趋于一致,从而为应用有限元法指导锻件的设计提供了依据。     

球形砧镦粗的数值模拟

利用MSC.SUPERFORM软件对球形砧镦粗圆柱体进行了数值模拟.介绍了变形过程中,在不同球形砧半径时坯料内部的径向应力分布情况以及不同压下率时坯料内部的变形过程及应力、应变分布情况;并对比分析了球形砧镦粗和普通平砧镦粗时的应变情况.分析结果表明该新工艺有助于改善坯料内部的应力、应变状态,锻合内部缺陷如空洞等.     

粘塑性材料胀形过程的理论分析和实验研究

金属粘塑性成形过程泛指必须考虑应变速率影响的成形过程。目前,这种成形方法已成功地应用于生产难变形材料的重要宇航锻件,因此,引起了压力加工领域的研究人员的关注。鉴于金属在超塑性状态下成形是典型的粘塑性成形过程,本文试图以超塑性板材胀形过程为对象,对粘塑性成形过程的分析方法进行探索。作者在对考虑加工硬化影响的胀形过程所进行分析的基础上,提出一种超塑性板材胀形过程的分析方法,用这种方法可以模拟分析胀形压力为常数以及应变速率恒定的胀形过程。还可以对从过程的最后阶段到原始状态的全过程进行模拟。因此,本文提出的方法可以提供超塑性板材胀形过程的主要信息。引入作者提出的相对压力p~*,可使影响起塑性板材胀形过程的因素归结为p~*和m两个因素,同时使所得结果具有普遍意义。理论分析和计算结果表明,壁厚均匀性主要取决于m值,因而可以通过控制坯料内温度场以达到要求的壁厚均匀性。本文还提供了用作者提出的方法确定的线图,以便确定最佳的胀形压力或胀形压力随时间变化的关系。     

精细塑性铰法理论研究及面向对象程序设计

建立考虑剪切变形影响的精细塑性铰法的空间梁柱单元,可以考虑残余应力引起的刚度退化和塑性沿截面的渐进屈服,单元刚度矩阵包含了轴向、弯曲和扭转等位移之间的耦合影响。根据面向对象的程序设计思想,将整个有限元域划分为八个基本类,在单元基类的基础上派生了新的单元类,采用C＋＋语言编制了面向对象的空间钢结构高等分析程序。几何、材料非线性算例分析结果表明,本文提出的理论分析方法和计算程序是正确的和高效的。     

基于改进Canny算子的坯料挤压变形边缘提取

为了研究塑性加工过程中金属坯料的流动行为,提出了一种边缘检测算法。先运用灰度增强与形态学膨胀、腐蚀相结合进行图像预处理,再通过双阀值约束的Canny算子进行坯料变形轮廓提取,避免了孤立灰度阶跃点对边缘判断的干扰。在等量椒盐噪声下,本算法的峰值信噪比高于其他典型算法。实验结果表明,该算法所提取的变形区边缘能够满足量化分析金属流动特征的需求。     

镦粗成形工艺的类等势场分析法

以镦粗成形工艺为例提出了一种新的适用于实时控制的快速模型构建方法。通过对镦粗件初始形状和终了形状电极的缩放,形成一个完整的静电场,并获得按照一定规律渐变的介于2个导体形状之间的等势线。根据其分布规律确定出坯料内部的流线和等势线以及坯料内部质点的流动情况,进行了相关场变量的分析计算,最后将计算结果与有限元法分析结果进行了比较,分析表明,该方法可行、计算结果可靠、计算过程快捷。     

航空发动机叶片精锻成形过程的热力耦合数值模拟

采用热力耦合数值模拟方法对高温合金IN718单榫头叶片精锻成形工艺过程进行了模拟研究.研究结果表明:在叶片成形过程中塑性变形功和摩擦功所带来的升温效应和坯料与模具之间的热传递所引起的冷却效应对温度场、等效应力场以及载荷一时间曲线的影响较大;不同摩擦系数对叶片精锻过程的影响也比较明显;成功解决了叶身和榫头交界处出现的缩颈问题;通过模拟结果对比分析,进一步验证了本模拟过程分析的合理性和实用性.     

Prediction of grain size for large-sized aluminium alloy 7050 forging during hot forming

A numerical approach for process optimization and microstructure evolution of lager-sized forging of aluminium alloy 7050 was proposed, which combined a commercial FEM code Deform 3D with empirical models. To obtain the parameters of empirical constitutive equation and dynamic recrystallization models for aluminium alloy 7050, the isothermal compression tests of 7050 samples were performed on Gleeble-1500 thermo-simulation machine in the temperature range of 250-450 ℃ and strain rate of 0.01-10 s-1, and the metallograph analysis of the samples were carried out on a Leica DMIRM image analyzer. The simulation results show that the dynamic recrystallization in the central area of the billet occurs more easily than that on the edge. Repetitious upsetting and stretching processes make the billet deform adequately. Among several forging processes e.g. upsetting, stretching, rounding and flatting, the stretching process is the most effective way to increase the effective strain and refine the microstructure of the billet. As the forging steps increase, the effective strain rises significantly and the average grain size reduces sharply. Recrystallized volume fractions in most parts of the final forging piece reach 100% and the average grain size reduces to 10 μm from initial value of 90 μm.     

台阶轴胎模锻填充不满机理分析与对策研究

台阶轴胎模锻过程中,易出现坯料填充不满缺陷.为解决此问题,应用DEFORM-3D建立有限元模型,通过对内部材料速度流动图、变形流线图进行分析.结果表明:坯料的不均匀变形流动导致坯料填充不满,模具与坯料接触摩擦因数越大,填充不满现象越严重;减小摩擦因数对不均匀变形流动状况改善有限;上模增加锥度,能有效改善坯料变形流动均匀性;增加锥度与改善摩擦条件两种措施结合能够更加有效地改善填充效果;在摩擦因数为0.3、锥度为3°的工艺条件下,填充程度能够达到92%.     

热锻中的变形-传热耦合刚塑性有限元模型的建立

介绍了采用刚塑性有限元法热力耦合模拟热锻过程的基本原理 ,导出了以节点速度增量和温度为基本未知量的热力耦合方程组 ,并给出了求解该方程组的两种方法     

圆柱件摆辗变形不均匀性的有限元分析

采用三维有限元模拟方法对圆柱件摆辗成形过程进行了研究。详细刻画了摆辗过程中工件不同高度的横截面上的变形状态分区,分析了摆辗工艺中工件不同截面之间、同一截面不同部位之间的变形不均匀性,并与常规孵粗进行了比较,讨论了摆辗变形的特点以及滑轮形工件的成形机理。     

Deformation and Densification Laws of Powder Cold Forging

The deformation and densification laws of preform upsetting and closed-die forging were researched based on experimental results of cold forging of deoxidized Fe powder sintering porous material under different initial conditions such as friction factor, ratio between height and diameter and relative density. The fracture limit criteria＂ for powder cold-forging upsetting and the limit strain curve were achieved. The effect of friction facto,, ratlt, between height and diameter and relative density on fracture strain limitation was emphatically analyzed. The limit process parameter curves for the deformation of upsetting were also confirmed. Laws of deformation, densification and density distribution for closed-die forging of powder perform during cold-forging were further analyzed and discussed with the help of experimental phase analysis. As a result, this experiment established theoretical foundations for the design of preform and die as well as optimization of technological process parameters.     

单榫头叶片锻造过程应力应变场的三维有限元分析

为了获得单榫头叶片锻造过程中应力，应变场的分布规律，利用自行开发的三维有限元模拟分析软件对其成形过程进行了模拟分析，研究结果表明，单榫头叶片锻造过程是非稳态的塑性流动过程，叶身横截面内的变形类似于圆柱体的镦粗，且心部所受的变形和三向压应力最大；随着变形程度的增加，等效应力，等效应变等变量值增加，且变形的不均匀程度也在增加；通过对应力应变的分析可以预测缺陷产生的可能部位，并提出相应的防止措施，该研究对了解和掌握叶片锻造过程的变形规律具有重要意义。     

一种计算伪Wigner分布的新算法

本文提出了一种用快速Ｈａｒｔｌｃｙ变换计算ＰＤＷＤ的新算法，该算法计算量小，结构简捷易于实现．计算机仿真结果与理论分析相一致