双层金属保温容器同步液胀成形工艺及模具设计

在分析传统双层金属保温容器制造工艺的局限性及弊端的基础上,提出了可一次性液胀成形出外壳表面具有浮雕图案或文字的双层金属保温容器同步液胀成形工艺.设计了分瓣式液胀成形模具,讨论了模具分瓣数与模具的工作效率、加工精度及模具制造工艺性之间的关系,分析了分瓣式胀形模具自锁功能的设计原则,生产出了一批外壳带有篮球、足球及排球形精美图案的双层金属保温容器.结果表明,为获得外壳表面带有浮雕图案的双层金属保温容器,须对双层金属保温容器的内层和隔热层进行同步加压,并在成形过程中保持内层和隔热层压力相等;分瓣式液胀成形模具应具有自锁功能并尽可能分成偶数瓣.     

工艺参数对双层304不锈钢波纹管液压胀形的影响

为提高波纹管的成形质量以及合理选取胀形工艺参数,基于有限元分析软件ABAQUS模拟304不锈钢双层波纹管液压胀形过程,并利用实验验证了有限元模型的正确性。基于建立的模型,研究了内压力、模具行程、挤压速度和加载路径对波纹管成形的影响。结果表明,影响双层波纹管液压胀形壁厚减薄和波高的主要工艺参数为内压力和模具行程;随着内压力和模具行程的增大,最大壁厚减薄率和波高均线性增大,且内外层壁厚差值增大;过大的内压和挤压速度会导致波高不均匀性增大;降低起波阶段内压力及在成形初期施加轴向进给的加载路径有利于减小波纹管的减薄率。最后,通过双层波纹管的液压胀形实验验证了数值模拟的正确性。     

工艺参数对双层304不锈钢波纹管液压胀形回弹的影响

工艺参数对双层波纹管液压胀形回弹有重要影响。为提高波纹管成形的精度,基于ABAQUS平台,对双层波纹管液压胀形及回弹过程进行仿真分析,研究了内压力、模具行程和挤压速度对不同膨胀比波纹管回弹后的长度、波高和波厚的影响。结果表明,内压力和模具行程增大时,波纹管长度变化量、波高变化量和波厚变化量均基本呈线性增大趋势,且长度和波厚的变化量远大于波高变化量;内压力对回弹的影响大于模具行程的影响;回弹量对工艺参数的敏感性随膨胀比的增大而增大。对于膨胀比为1.47的波纹管,内压力增大150%时,波纹管长度、波高和波厚变化量分别增大了119%,175%和167%。模具行程增大20%时,波纹管长度、波高和波厚变化量分别增大了26%,18%和29%。     

双层管自然胀形变形规律及临界载荷的模拟研究

利用数值模拟技术研究了双层管在管端固定和管端自由两种情况下的液压自然胀形,得到了2种情况下的临界液压胀形力和胀形高度、管件长度、管层厚度等的变形规律。研究结果表明,计算机数值模拟技术在金属复合管胀形技术研究中具有重要的作用。     

模具参数对液压胀形双层异质波纹管波形轮廓的影响研究

为研究模具参数对波纹管液压胀形后波形轮廓的影响规律,采用ABAQUS有限元软件,建立了波纹管液压胀形全过程有限元模型,基于此模型研究了不同波深系数下模具倾角和成形腔厚度对3个波形轮廓指标(波高、波距和波纹倾角)的影响规律.结果表明,模具倾角和成形腔厚度对波形轮廓有重要影响.随模具倾角的增大,回弹后波纹倾角减小,波纹倾角...     

双鼓型异形瓶分步液压胀形规律研究

建立了双鼓型异形瓶分步液压胀形过程的有限元仿真模型,并应用MSC.Marc有限元分析软件对直壁瓶体的分步胀形过程进行了模拟,分析了通过液压胀形成形异形瓶双鼓时的变形规律及其缺陷形成机理。根据数值模拟结果,对直径为66mm、壁厚为1mm的铝质直壁瓶体进行了分步液压胀形试验,验证了有限元模拟结果,得到了符合外观形状要求的双鼓型异形瓶制件。研究表明,液体压力和补料之间的协调策略是成形的关键。合适的策略有助于形成对胀形有益的皱褶,避免瓶体胀裂;但是在协调策略不正确的情况下,液体压力无论大小,都有可能导致瓶体局部胀裂。     

金属薄壁管液压胀形极限测试装置的试验研究

分析了金属薄壁管液压胀形中胀形区截面节点的应力和应变状态,分别针对轴向进给力F的作用大于或小于液压力P的作用,金属薄壁管胀形区截面节点的应变状态分别对应成形极限图的左侧和右侧应变状态,开发1套能实现胀形区截面节点不同应变状态的金属薄壁管液压胀形极限测试装置,通过示例,获得了简单加载路径下金属薄壁管液压胀形成形极限图。     

应变路径改变对管材液压胀形成形极限图的影响

以管材液压胀形工艺为研究对象,对常见的应变路径进行分类,采用"分段逼近"的数学简化方法,将复杂应变路径简化为分段应变路径.基于Swift分散性失稳准则建立了单一应变路径的管材液压胀形成形极限图;利用Hill集中性失稳准则建立了复杂应变路径下的成形极限图.通过对比不同应变路径下的管材液压胀形成形极限图,揭示了应变路径的改...     

金属波纹管液压胀形工艺过程中的管坯长度计算

采用金属体积不变条件，推导出金属波纹管液压胀形工艺中的管坯长度计算公式，实验表明，计算公式准确实用。     

薄壁管液压胀形过程的数值模拟

采用数值模拟与试验相结合的方法分析了薄壁管的典型液压胀形过程,得到了不同长度不锈钢管在管端固定和自由时变形区的厚度、轮廓形状以及成形极限的变化规律;分析了不锈钢管因长度变化而使变形参数发生规律性变化的原因。将试验数据与采用DYNAFORM软件进行数值模拟的结果进行了比较,分析了误差产生的原因,提出了通过使用数值模拟反求材料参数,用最佳数值模拟方式得到与试验结果更为接近和可信的方法。研究工作对改进数值模拟方法,更好地发挥数值模拟对实际应用的指导作用具有重要意义。     

数值模拟在覆盖件最优成形参数快速设计中的应用

为了快速确定门衬覆盖件的最佳成形工艺参数，本文运用板材专用有限元分析软件Dynaforn模拟了门衬覆盖件的拉延成形工艺过程，运用正交实验的原理和方法，以最少的实验次数，得出了最优的实验结果，指导制造商完成了门衬覆盖件拉延工序模具的设计和试模，节省了约1／3的模具开发成本和调试时间。     

双金属复合无缝钢管斜轧过程的有限元分析

本文应用MARC有限元软件并采用三维热力耦合的弹塑性有限元法,对不锈钢/碳钢双金属复合无缝钢管斜轧过程进行了有限元分析,得到了坯料断面孔型变形图,分析得出了应力、应变与温度场的分布,根据数值计算结果绘制了管坯斜轧过程中辊缝下断面沿圆周的轴向应力、环向及径向应力分布曲线,并根据应力分布特点解释了钢管斜轧过程成形机理。研究成果可以为工艺参数的设计提供参考。     

基于正交试验闪速熔炼过程操作参数的优化

伴随着铜闪速炉产能与熔炼强度的不断提高,闪速炉反应塔内温度场、浓度场等物理场的微观信息分布特点发生了明显的变化,其反应配风之间的参数配比关系对炉内熔炼过程的影响作用更为突出。采用正交设计的方法,就闪速炉生产操作的3个主要配风参数(工艺风、分散风、中央氧)对炉内气、粒混合反应过程的影响关系进行系统仿真研究,得到基准工况条件下的操作参数优化配比方案。仿真结果表明：分散风速度对气、粒混合反应过程的影响占主导地位;在优化工况条件下,炉内熔炼过程效率进一步提高,其烟尘发生率可控制在3.2%左右,炉内氧气基本消耗完全。     

基于虚拟正交试验的热推弯管工艺参数优化设计

文章对热推弯管成形过程进行数值模拟,选取不同参数和水平进行正交试验设计,将管壁厚度和均匀性量化为壁厚的均值和方差,并基于该两项指标分析试验结果,得出牛角芯模的弯曲角度、扩径比、起始弯曲半径、推制速度、工模间摩擦系数对工艺的影响显著性和规律性,并获得较优的工艺参数值。验证实验结果表明,模拟及正交试验优化结果准确有效,推制管件达到壁厚减薄率和均匀性要求。     

Y型三通管热态内高压成形多目标参数优化

基于Dynaform软件平台,建立Y型三通管热态内高压成形的三维弹塑性有限元模型.以左右冲头进给量、中间冲头后退量和内压力为因子,设计了正交试验方案,运用数值模拟分析方法,得到了三通管在不同加载路径下的支管高度和最小壁厚两个目标参数.探讨了各因素影响指标的主次顺序,采用综合平衡方法,获得了优化的加载路径.结果表明:通过优化的工艺方案可以得到综合质量较高的的Y型三通管.     

板料冲压成形仿真质量控制研究与应用

通过成形过程中的动能和内能判断仿真是否符合准静态成形要求,采用正交试验得到最佳的仿真参数,通过试验验证考查能量和正交试验相结合的方法能否得到高质量的仿真结果,结果表明该方法在板料冲压成形仿真质量控制中可行。     

异型面盆成形参数优化的数值模拟

影响异型面盆的成形质量因素较多,应用正交实验的方法,采用eta/DYNAFORM软件进行数值模拟,探索异型面盆在成形过程中压边力、模型深度、模具凹模圆角半径和工艺补充面深度,对异型面盆成形特性的影响规律,寻找异型面盆冲压成形的模具理想参数和最优冲压工艺参数。将数值模拟优化的模具参数、工艺参数与试验结果比较结果表明,模具凹模圆角半径及模型深度对成形质量影响显著,为异型面盆的实际生产,提供了理论依据。     

基于虚拟正交试验的关节轴承工艺参数优化设计

以GEW12DEM1T关节轴承为研究对象,基于ABAQUS平台建立关节轴承挤压装配过程的有限元仿真模型。基于模拟仿真的虚拟正交试验选取模具半径R1,R2,收口半径Ra,定径带长度h,挤压速度v等重要成形参数,以内外圈最大接触压力Fmax、挤压力峰值Lmax、内外圈最大间隙与最小间隙之差Mmax、轴承端部金属流速均方差SDV为衡量指标。结果表明,影响Fmax,Lmax,Mmax,SDV的因素主次顺序分别为RahR1R2v,RahvR1R2,RahvR1R2,vR2hRaR1;综合考虑轴承质量、挤压力等因素,获得了GEW12DEM1T自润滑关节轴承成形参数的合理取值范围R2=17mm~30mm,R1=4.5mm~5mm,h=6mm~6.3mm,v=20mm/s~40mm/s,Ra=13.9mm~14.2mm。实验验证结果表明,模拟及正交试验优化结果准确有效。     

多层套扁挤压筒的热-力耦合有限元分析及结构优化

基于ANSYS软件,采用间接法对多层套扁挤压筒进行了热-力耦合数值模拟,分析了扁挤压筒在内压、预紧力及热载荷作用下的温度场和应力场;通过正交实验法,分析了工作内压、过盈量、衬套数、内孔尺寸、整体尺寸及材料对扁筒中热应力的影响。结果表明:各层套的温度分布不均匀,呈现出由外衬套向内衬套增大的趋势,且外层的温度分布比内层与中层均匀;热应力的存在使扁筒的等效应力更均匀;增大工作内压和过盈量会使扁筒的等效应力和接触应力均增大;选取三层套、合适的内孔和中衬的尺寸以及经济合理的模具材料更有利于提高筒的装配效果和降低其等效应力。模拟分析获得了较为合理的工艺参数,为优化扁筒的结构设计和装配提供了参考依据。     

基于有限元模拟的20/316L双金属复合管拉拔参数的优化

借助有限元软件ABAQUS6.5模拟研究20碳钢作基管、316L不锈钢作内衬管的双金属复合管的拉拔成形过程,分析稳定拉拔阶段成形区内轴向、径向和环向应力的分布,找出拉拔后衬管出现横裂、纵裂及模具受磨损的原因,探讨拉拔力和内外管间残余接触压力的分布规律.通过正交实验法进一步研究拉拔参数(模具锥半角α、过渡圆弧半径r、定径带长度l、摩擦因数μ、拉拔速度v、模具直径d)对拉拔20/316L双金属复合管的影响,采用极差和方差分析法对模拟结果进行分析,得到复合管在最大残余接触压力条件下的最优拉拔工艺参数(α=11-、r=3 mm、l=7 mm、μ=0.05、v=0.03 m/s、d=17.3 mm)及各因素对分析指标的影响规律.在此基础上对优化方案进行数值模拟,模拟结果表明了正交实验对拉拔复合管参数优化的有效性.应用拉拔试验表明,参数优化后的硬质合金拉拔模具的工作寿命比未优化前硬质合金模具的工作寿命高出6倍.