薄板V形自由折弯的回弹预测与分析

建立了薄板V形自由折弯的有限元模型，利用拉丁超立方抽样法确定了影响折弯回弹的主要因素组合方案，利用有限元模拟的回弹角度作为样本数据，对用于预测折弯回弹角度的BP神经网络模型进行了训练，采用平均影响值法对影响回弹角度的因素进行了敏感性分析，并利用蒙特卡罗法对折弯过程中的不可控因素进行了模拟，研究了折弯回弹角度的分布规律与变化区间。结果表明，建立的BP神经网络模型精度较高，可以准确预测V形自由折弯回弹角度；受不可控因素影响，折弯回弹角度基本符合正态分布，在置信系数为99.73%时，角度的波动达19.87%,表明不可控因素的波动对折弯回弹角度具有显著影响。     

折弯铝纤维多孔材料的制备与能量吸收

以φ0.15 mm的6061铝合金丝为原材料,通过弹簧机切割成折弯铝合金短纤维,利用特制圆柱形模具,采用真空热压烧结技术制备了孔隙率为60%、70%、80%的折弯铝纤维多孔材料。对折弯铝纤维多孔材料进行压缩性能测试。结果表明,压缩应力-应变曲线可分为3个阶段:初始非线性弹性变形阶段、伪平台阶段和致密化阶段。应力-应变曲线光滑,几乎未产生屈服现象。折弯铝纤维多孔材料的能量吸收值随应变的增加而增大,能量吸收效率先增大后下降;随着孔隙率的降低,多孔材料的能量吸收能力增大,能量吸收效率的峰值上升。     

交流频率对薄板铝合金VPPA焊接的影响

本文探讨了交流频率对铝合金VPPA焊接的影响规律,研究了交流频率在40Hz及52Hz两种情况下,3mm厚的5A06铝合金VPPA焊接穿孔工艺特点。结果表明,当交流频率增大时,焊漏宽度与焊漏高度均增大,咬边产生的几率减小,有利于薄板焊接。频率增大,热影响区与焊缝中心的弥散相有增大的趋势,但并不影响接头的拉伸性能。     

2024-T3铝合金板材电磁V弯成形实验

通过电磁V弯成形实验,研究不同电磁参数下2024-T3态铝合金试样成形后V型区最小弯曲半径、V型回弹角度及成形深度等方面的变化规律;同时,对比分析机械V弯试样和电磁V弯试样的形状和表面质量。结果显示,随着放电能量的升高,电磁V弯试件的最小弯曲半径减小,回弹角减小,成形深度增大;电磁V弯成形试件的表面质量明显优于机械V弯成形试件,没有局部橘皮现象及回弹翘曲缺陷;电磁V弯成形试件的V型区外侧显微硬度值,介于原始态2024-T3铝合金和机械V弯成形试件之间。     

残余应力对薄板激光搭接接头力学性能的影响

针对不锈钢薄板熔透和非熔透型激光搭接焊,以80和10 mm作为考虑和不考虑残余应力影响的试样宽度,对两种宽度试样进行一系列的拉伸和疲劳试验,获得了焊接残余应力对薄板搭接接头力学性能的影响规律,进行了有关机理分析. 结果表明,搭接焊缝正、背面存有较大的纵向残余拉应力和较小的横向残余压应力;残余应力的存在会降低搭接焊接头的拉剪强度和疲劳强度. 改变激光入射角和搭接间隙,残余应力对拉剪强度的降低程度随之改变:增大入射角至20°,熔透型接头降低程度达到0°时的7倍,而非熔透型为10倍;搭接间隙在一定范围内增大时,残余应力对拉剪强度的降低程度也随之加剧.     

薄壁管数控绕弯成形壁厚减薄的主要影响因素研究

针对薄壁圆管数控绕弯精确成形过程在多因素作用下容易出现外侧壁厚减薄的物理过程,基于Dynaform建立了数控绕弯三维有限元模型并验证了模型的可靠性.研究了材料参数、顶推装置、弯曲角度、相对弯曲半径、芯棒伸出量、芯头个数对管材数控绕弯成形外侧壁厚减薄的影响规律.结果表明:LF2M铝合金比1Cr18 Ni9Ti不锈钢减薄严重,但是截面畸变程度小于1Cr18Ni9Ti;相比尾部没有安装顶推装置的管坯,加装了顶推的弯管壁厚减薄率降低了大约5％;随着弯曲角度和弯曲半径的增大,减薄率也逐渐增大;芯棒伸长量和芯头个数也是影响减薄的重要因素,芯棒伸出越多,弯管壁厚减薄率越大,增加芯头也会增大减薄率.     

热锻模具结构参数与模具应力关系的数值模拟

为降低深型槽锻模型槽底部过渡圆角处的开裂风险,为锻模结构设计提供指导,通过所设计的模具探究了结构参数(型槽底部过渡圆角半径R、毛边槽桥部单边高度h、入口圆角半径r以及拔模斜度α)对模具应力(模具的最大主应力)的影响。采用单因素变量法,设计了4组模拟实验,共计24次有限元模拟,并通过对比成形载荷的模拟结果和已有研究预测结果来验证模拟的正确性。模拟结果表明：σ_max(模具应力最大值)随着R的增大而减小,且二者呈现出较好的线性关系,即R增大1 mm,σ_max下降约40 MPa;模具整体应力水平随着h的增大而迅速减小,但减小程度逐渐降低;r在1～7 mm变化时对模具应力的影响较小;α对模具应力的影响机理较为复杂,但总体而言,增大α会导致模具应力轻微上升。     

低应力下料中棒料V型槽应力集中系数的计算

针对低应力下料中棒料V型槽尖端应力分布的复杂性,提出采用折线形截面假设法计算型槽的应力集中效应。建立了基于折线形截面假设法构建的棒料几何模型,通过分析棒料中微量细长单元,获得了棒料V型槽的应力集中系数计算公式,并分析了V型槽底角半径对应力集中系数的影响规律。为了验证公式的准确性,采用数值仿真技术建立了棒料力学模型并进行了计算,结果显示:当V型槽底角半径在0.3~0.5 mm时,理论计算数据与Ansys仿真结果有较高吻合度;当底角半径在0.2~0.3 mm时,通过加入影响因子也能使理论计算数据与Ansys仿真结果较好吻合;并指出V型槽张角对其应力集中程度的影响较小,考虑到加工的可行性和经济性,取张角为60°。低应力弯曲下料试验进一步证明,基于试验得出的实际应力集中系数与理论公式计算所得的应力集中系数吻合较好,最大误差小于8.4%,能够满足使用要求。     

铝合金折弯成形有限元分析的工程化应用

在轨道车辆制造领域,常利用金属塑性变形的特点,通过一定方式对金属板料施加压力,使其产生所需的塑性变形,从而获得满足需要的各种形状的零件。针对铝合金折弯基础件,根据过程仿真与现场实测,验证了78°R5上模、V口25 mm下模条件下,最小折弯尺寸为16.5 mm的理论计算方法。通过调整摩擦系数,验证了目前润滑条件下最小折弯尺寸为22 mm,并再现了基础试验件折弯加载及卸载的变形过程。     

封严圈锻造应力裂纹分析与预防

采用金相分析、断口分析、有限元模拟、试验验证相结合的方法,对某航空发动机封严圈锻件分模面位置裂纹产生的原因进行了分析和验证。结果表明:分模面转接R处裂纹的产生主要与预锻坯尺寸有关,如环形坯料局部厚度偏大,则模锻成形过程中局部多余金属形成飞边时,R处流动速度差异增大,附加应力也随之增大,当附加应力与外界作用的应力之和超出材料的强度极限时即产生裂纹。此外,模具飞边槽圆角半径r值和桥部高度尺寸偏小,会增大裂纹出现的倾向。改进环形坯料壁厚控制的工艺方法,最大壁厚不大于21 mm;模具飞边槽桥部高度增加至8 mm,圆角半径增大至5 mm,同时控制锻坯的加热过程、模具温度和润滑等可有效预防此锻造裂纹。     

盘形件两工步对称增厚旋压工艺

对称增厚旋压是一种针对薄辐板厚轮缘类盘形件的特种旋压技术，利用有限元模拟研究了两工步对称增厚旋压过程中坯料的变形规律、成形特点和缺陷的产生，以及各工艺参数对成形的影响。结果表明：摩擦因数μ、旋轮进给速度v以及坯料旋转速度ω对成形过程影响较小。在第1工步中，旋轮槽底宽度h、旋轮凹槽倾角α以及坯料长厚比γ对成形影响显著，随着旋轮槽底宽度h和旋轮凹槽倾角α的增大以及坯料长厚比γ越大，坯料越容易失稳形成缺陷；在第2工步中，旋轮槽底宽度h以及坯料的初始形状对成形影响显著，旋轮槽底圆角半径R能够改善坯料外边缘的应力状态，且R越大改善效果越明显。     

大直径薄壁铝合金封头剪切旋压成形研究

应用ABAQUS/Explicit软件平台建立了大直径薄壁铝合金封头剪切旋压成形过程的有限元数值模型,通过数值模拟对大直径薄壁铝合金封头在剪切旋压过程中的应力应变分布进行了分析,获得了工艺参数对成形质量的影响规律为:随旋轮圆角半径R、旋轮进给比f及芯模转速n的增大,旋压件的不均匀变形度呈增大趋势;随旋轮圆角半径、旋轮进给比的增大,旋压件壁厚极小值逐渐减小;随芯模转速提高,壁厚极小值增大,旋压件壁厚极大值对工艺参数的变化不敏感。在此基础上确定了优化工艺参数为:R=12 mm,f=1 mm·r~(-1),n=40 r·min~(-1),并进行剪切旋压成形试验,获得了质量合格的Ф2600 mm大直径薄壁铝合金封头样件。     

滚焊机调压轮H62黄铜极片13工步级进模设计

针对滚焊机调压轮H62黄铜极片批量生产的要求,设计了一副13工步连续级进模用于该制件的成形生产。采用简单工序集中和复杂工序分散成形的办法,将制件的冲压成形的工步优化为13个工步,分别为：(1)定位孔+切边成形?(2)冲孔成形?(3)切定位槽成形?(4)切筋条?(5)切筋条?(6)切边?(7)切连接筋?(8)一次翻边?(9)切边+折弯?(10)切边+180°折弯?(11)180°折弯?(12)切断?(13)制件落料。模具中,针对折弯A特征的成形实用先折弯后翻边的办法成形,针对贴紧的180°折弯成形,分散为4个工位进行成形;针对带一定间距的180°折弯E的成形,分散为2个工位进行折弯成形,先通过凸模将板料筋条进行圆弧预弯,然后再使用2个滑块进行挤压弯曲成形。模具成形工艺设计合理,模具结构简单实用,较好地实现了制件的自动化生产。     

几何参数对高强TA18钛合金管数控弯曲成形质量的影响（英文）

采用有限元模拟方法研究弯曲角度β、相对弯曲半径R/D和管材尺寸(直径D和壁厚t)的变化对高强TA18钛合金管数控弯曲成形质量的影响。结果表明:不同β下壁厚变化率Δt和截面畸变率ΔD的分布非常相似;Δt和ΔD随着R/D的增加而减小,且为了获得合格的弯管件,R/D必须大于2.0;壁厚减薄率Δt_o随着D或t的增加而略有增大,而壁厚增厚率Δt_i和ΔD随着D的增加或t的减小而增大;在相同的D/t下,即D和t按比例增加时,Δt_o和ΔD先减小后增加,而Δt_i增加。     

5A06铝合金中厚板的温热反拉深变形行为（英文）

针对铝合金中厚板室温下反拉深易破裂问题,提出了温热反拉深成形方法。以4.5 mm厚的5A06铝合金板材为研究对象,分别进行室温、280和360°C下的反拉深实验和数值模拟研究,分析温度、压边力和压边间隙对反拉深变形过程中破裂和起皱缺陷的影响规律。采用Abaqus/Explicit软件对温热反拉成形进行了热力耦合数值模拟,得到反拉深变形过程中应力及温度的分布。结果表明:弯曲效应导致凹模内圆角与直壁区过渡处在厚度方向存在径向应力梯度,当温度升高至280°C时,该应力梯度由室温下505 MPa降为72 MPa,减小了85.7%。提高成形温度能明显降低径向应力梯度,从而避免了破裂的发生。当温度高于280°C时,外侧凹模圆角处的切向应力增大,该处起皱缺陷易于发生。当温度升高至360°C时,材料由于过度软化而发生破裂。采用1.5t(t=4.5 mm)压边间隙时,能消除高温成形过程中破裂和起皱缺陷,并成功成形420 mm深的筒形件。     

旋轮参数对铝合金分形旋压的影响规律

铝合金分形旋压是一个复杂的多因素耦合影响的塑性成形过程,研究其旋轮参数对成形过程的影响可为相关成形参数的确定和优化设计提供理论依据。基于建立的可靠的铝合金分形旋压三维有限元模型,文章研究揭示了旋轮分形角、旋轮圆角半径、旋轮轴向进给比等旋轮参数对成形过程中的切向拉应力、周向压应力以及成形凸缘的不均匀变形程度和最终壁厚偏差的影响规律。结果表明,增大旋轮分形角,可以消除旋轮前方的金属堆积和降低成形过程中坯料开裂失效的可能性,可以使得成形凸缘的不均匀变形程度减小和成形精度降低;旋轮圆角半径的改变,对消除旋轮前方的金属堆积和降低成形过程中坯料开裂失效的可能性影响并不明显,但增大旋轮圆角半径,可以使得成形凸缘的不均匀变形程度增大和成形精度升高;旋轮轴向进给比的改变,对消除旋轮前方的金属堆积和成形凸缘的成形精度的影响并不明显,但增大旋轮轴向进给比,可以降低成形过程中坯料开裂失效的可能性,可以使得成形凸缘的不均匀变形程度减小。     

基于正交优化的异型薄壁壳体强力旋压成形有限元分析

为了揭示工艺参数对异型薄壁壳体强力旋压成形过程的影响,采用正交试验优化设计方法安排模拟仿真方案,基于ABAQUS/Explict平台对不锈钢1Cr18Ni9Ti曲母线形件旋压成形过程进行了三维弹塑性有限元模拟研究。分析了旋轮进给比、旋轮圆角半径、旋轮安装角和旋轮与芯模之间的间隙对该成形过程壁厚差、切向拉应力和周向压应力的影响显著性次序以及影响规律,并获得了优化的工艺参数。结果表明,旋轮与坯料之间的间隙是决定工件壁厚均匀性的最重要因素;旋轮进给比和旋轮圆角半径分别对工件的起皱和拉裂倾向影响最显著。减小上述工艺参数的值均可使工件壁厚分布更均匀;随着进给比的增大,拉裂和起皱倾向逐渐减小;增大旋轮与坯料之间的间隙,起皱倾向增大,而拉裂倾向先增大后减小;旋轮圆角半径增大,拉裂和起皱倾向均增大;增大旋轮安装角,起皱倾向逐渐增大,拉裂倾向逐渐减小。     

圆管绕弯壁厚变化的数值模拟研究

应用有限元软件ABAQUS对圆管绕弯成形过程进行数值模拟,研究了相对弯曲半径R/D、摩擦条件及弯曲角度对弯管壁厚变化的影响规律.研究结果表明:随着R/D值的增加,弯曲外侧最大壁厚减薄率和弯曲内侧最大壁厚增厚率都呈下降趋势;随着摩擦系数的增大,管弯曲外侧壁厚变薄率、弯曲内侧壁厚增厚率都迅速增大;弯曲角度越大,壁厚减薄率和增厚率也越大.实验验证表明,模拟结果与实验结果基本一致.     

空心微珠增强铝基复合材料弹塑性性能的模拟预测

基于代表性体积元的细观力学有限元的方法预测空心微珠增强铝基复合材料的弹性模量、弹塑性应力应变。研究了空心微珠体积百分比(Vf)和空心微珠壁厚与空心微珠半径的比值(t/R)对弹塑性性能的影响。研究表明复合材料有效弹性模量随着Vf的增大而减小,随着t/R的增大而增大;另外,随着Vf的增加复合材料逐渐表现出泡沫金属材料的特性。     

压弯技术中的两个问题

在编制压弯工艺和进行压弯模设计时,常遇到压弯件短边的最小高度及孔离开压弯线的极限位置问题。 1.压弯件短边最小高度的确定如图1所示压弯件,压弯后短边高度为H。如果H太低,即使是弯曲半径很小,也不能得到正确的弯曲角度。通常,短边高度应大于2t+R。不同弯曲条件所要求的H值也不一样。与压弯曲条件有关的因素是板料厚度、弯曲半径、弯曲模结构等。特别是V型凹模中V形槽的宽度,是个很重要的尺寸。图2(a)所示的V型弯曲,必须使材料放到V型凹模槽的两肩上。如象图2(b)那样,单边搭在V型凹模槽的肩上,则材料与凸模一接触即发生偏斜,不可能实现正常弯曲。另