旋压成形带内筋筒形件的工艺研究及数值模拟

针对旋压成形带内筋筒形件的工艺进行试验研究和数值模拟.依据实际试件的尺寸及成形情况对边界、接触、摩擦以及空间运动等条件进行确定.建立三维有限元数学模型,分析在不同壁厚减薄率和旋轮进给率等工艺参数下内筋的成形情况和应力、应变及旋压力的变化规律.对试件在成形试验时出现的表面剥离、裂纹等缺陷进行预测和初步分析,可提高工作效率并降低研发成本,为进一步深入研究带内筋筒形件旋压工艺的成形机理和变形特点打下了良好基础,为优化工艺参数提供了有效方法和可靠依据.     

厚壁封头温旋压成形的数值模拟

厚壁封头温热旋压技术是国家“九五”重点科技攻关项目,在我们实施研究的过程中,温旋试验经常有裂纹出现。为了找出裂纹缺陷产生的原因,寻求合理的旋压工艺参数,决定采用计算机对温旋过程进行数值模拟。 数值模拟基于平面大变形弹塑性有限元法。根据温旋研究的需要,利用MARC软件对材质为16MnR的板坯在400℃、450℃和500℃三种不同     

筒形件旋压数值模拟及工艺参数优化

本文采用ANSYS／LS—DYNA显式块单元,映射网格划分实体模型,同时也使用了一些有效的加载和处理边界条件的方法,从实际出发建立力学模型对筒形件强力旋压进行弹塑性有限元模拟,分析不同旋轮结构参数对旋压过程中应力应变的影响,对实际生产中优化工艺参数,提高产品质量提供了有力的依据。     

旋压成形技术数值模拟方法的应用现状与发展趋势

总结了数值模拟技术在旋压技术中的应用,从研究对象所涉及的领域、品种、材料、几何形体、应力场、工艺及研究工具等角度概括数值模拟技术的进展状况,回顾各研究所取得的成果,并就数值模拟分析及工艺设计智能化进行阐述,对今后的研究和发展趋势进行展望.     

倾斜管件多道次缩径旋压成形的数值模拟及试验

以6061T1(退火态)铝合金为研究对象,以MSC.MARC软件为分析手段,采取有限元法对三维非轴对称倾斜管件多道次缩径旋压过程进行数值模拟,并利用网格圆及显微组织的变化从试验的角度验证模拟所得到的应变分布规律。结果表明,倾斜使得工件的应力应变呈不均匀分布规律;等效应力沿轴向呈分层分布的特点,在口部达到最大值;等效应变沿周向0°～180°域逐渐减小,在0°域存在最大值,180°域存在最小值;沿轴向从起旋处到口部,等效应变在0°域具有逐渐增大和在180°域具有逐渐减小的特征。由于返程旋压的明显增厚效应,多道次旋压时,工件变形中间部位壁厚增加。多道次缩径旋压时工件变形中间部位壁厚变化规律的试验结果与模拟结果的相对误差不大于10%,说明所建立的有限元模型是合理可靠的。在理论分析及试验研究的基础上,成功研制出倾斜类汽车排气歧管样件。     

数值模拟方法在旋压技术中的应用

随着旋压技术朝着几何形体复杂化和加工质量的高精度化方向发展,教值模拟的地位越显重要。本文通过对数值模拟技术在普通旋压和强力旋压中的斑用总结。回顾了研究所取得的成果和存在的不足,并对今后的研究方向和重点进行了探讨。     

基于正多边形截面薄壁零件旋压成形质量研究

基于新型非圆旋压成形方法,讨论正多边形零件旋压成形的旋轮对零件轮廓的成形轨迹方程。以等边三角形截面以及正五边形截面的旋压为例,研究新型非圆旋压成形方法在旋压过程中的主轴转速、旋轮进给比和道次三项工艺参数对正多边形截面旋压件壁厚差的影响。应用有限元软件进行仿真分析,根据仿真结果分析正多边形旋压件的壁厚分布规律,即正多边形旋压件的壁厚呈周期性分布,最大壁厚发生在正多边形旋压件的圆角处。采用Box-Behnken实验设计方法设计仿真实验,根据仿真数据对零件的壁厚差进行方差分析,建立了关于壁厚差的预测模型并对其进行优化,最后进行多组仿真研究用来验证模型准确性。结果表明主轴转速、旋轮进给比、道次对正多边形零件壁厚差的影响显著,主轴转速与壁厚差呈正相关,而进给比壁厚差呈负相关,道次对壁厚差的影响先减小后增加。     

密封套强力旋压成型工艺仿真过程研究

采用 simufact有限元软件进行数值计算,研究了某密封套的旋压成型工艺过程,得到了旋压过程中等效塑性应变及等效应力分布规律,分析了进给比对筒形件成型精度及旋压力的影响,即密封套旋压成型中间进程的等效塑性应变最大,进给比在一定范围内增大,壁厚偏差变大,成型质量变差。     

筒形件内啮合齿轮旋压成形工艺研究

筒形件内齿轮用于车辆离合器传动,其对加工精度及产品性能要求非常高。传统的加工工艺是由冲压、焊接或其他制造齿轮相结合的,其加工过程非常复杂,并且难以保证精度和效率。而筒形件旋压成形技术具有材料利用率高、生产效率高、产品力学性能好及一次性成形等特点,从而使得该技术逐渐成为齿轮制造领域的一种新的加工手段。     

旋压引伸复合成型装置的设计与数值模拟

基于旋压和引伸复合成型原理,设计了大长径比回转件精密成型装置,应用有限元分析方法,数值模拟了非均匀壁厚工件成型的工艺过程,重点分析了金属变形区的等效应力和等效应变的变化情况,结果表明,旋压引伸复合成型工艺合理,成型装置设计可行,具有一定的推广价值。     

复杂薄壁箱形结构强度数值模拟及试验验证

对复杂薄壁箱形结构在内压载荷下的力学响应和承载能力进行数值分析。得到箱体在内压载荷下的应力和位移变化特性,箱体各模压板块中与加强槽毗邻的球冠边缘区域的Mists等效应力始终占控制地位;获取箱体的屈曲失效模式,基准模型箱体底板的屈曲临界载荷为80 kPa。对模型箱体力学响应特性和承载能力进行试验验证,试验数据与数值模拟结果较为一致,控制点应力最大偏差为12．6％,位移偏差最大值为10．9％;另外,试验发现这种薄壁结构存在底部模压板失稳、包角渗漏和斜拉筋拉脱等3种失效模式。     

大型薄壁壳体结构动力学响应特性的数值模拟

在考虑结构弹性变形、空间大范围运动以及弹性振动与刚体运动耦合的基础上,建立整流罩有限元模型。在验证有限元模型的正确性后,采用MSC.Nastran有限元程序对其进行模态分析,获得罩体结构的固有频率特性和振型特点。最后采用MSC.Dytran程序提供的大变形动力学响应分析的显式差分法算法,对飞行工况下的整流罩分离运动过程进行动力学数值模拟,获得罩体结构动力学响应特性和分离参数。对比已有的实验数据验证文中分析方法的正确性。     

某型坦克齿轮接触疲劳强度可靠性的Monte Carlo数值模拟

利用MonteCarlo技术与X^2检验,模拟和检验某型坦克传动箱主动齿轮接触应力与接触疲劳强度分布规律,表明接触应力服从正态分布,接触疲劳强度服从三参数威布尔分布。基于应力、强度分布规律的模拟结果,进一步由Monte Carlo方法模拟得到齿轮接触疲劳可靠度在0．99以上。Monte Carlo模拟计算精度取决于模拟次数,当模拟次数达到10^4时,可靠度的模拟误差小于10^-3。对随机参数的敏感性分析表明,影响接触疲劳可靠度的最主要的参数是节点区域系数ZH和材料的疲劳极限应力σHlim。提高齿轮加工精度和选用疲劳极限应力σHlim。较高的材料都会有利于提高坦克传动箱主动齿轮的接触疲劳可靠性。     

矩形微流道内电渗流影响因素的数值模拟

针对电渗泵的设计参数优化问题,建立电渗驱动流的数学模型,应用有限控制容积法对矩形流道断面上双电层场和速度场的耦合控制方程进行数值求解.详尽分析流道断面深宽比、流道当量直径、电解质溶液浓度和外加电场强度对电势、速度和流量的影响,并给出电渗流量和平均速度与影响因素之间的拟合公式.仿真结果表明:流量随流道深宽比的增大而减小,当流道深宽比为1时,流量最小;流量随流道当量直径的平方增加;平均速度与电解质溶液浓度和外加电场强度有关、与流道深宽比和当量直径的大小基本无关.     

PERFORMANCE IMPROVEMENT OF CENTRIFUGAL FAN BY MEANS OF NUMERICAL SIMULATION

Numerical simulation is used to investigate the flow field in a model centrifugal fan for steam power stations in order to improve the performance. During testing the model fan, it is found that the efficiency is only 62.5% with inlet box, without it the efficiency is 83%. In addition, the strong vibration of test rig is observed with inlet box. It would be highly desirable if the aerodynamics of the fan could be studied. Therefore, numerical simulation is carried out to investigate the internal flow characteristics of a model fan with inlet box. The results from CFD analysis show that the whole region of the inlet box is occupied by a spiral vortex rotating inversely as the rotor's direction, which significantly affect the most flow region inside the fan. For this reason, a dummy plate is arranged in the inlet box to impede the generation of the spiral vortex, the results from CFD after the reform demonstrate that the modification is quiet effective, the former large spiral vertex has been destroyed effectively, the large one is superseded in favor of two small vortexes. However, two small vortexes have little effect on the inner flow of the rotor and the following parts. Finally, the efficiency of the model fan is improved by the test and the strong vibration of the test rig disappears. This type of modification has been used in steam power stations, the fan efficiency raises to 84% successfully.     

铝合金薄板焊后碾压控制焊接应力变形的数值模拟

采用三维弹塑性有限元法对铝合金薄板的焊后冷碾压过程进行数值模拟,研究焊后冷碾压工艺对铝合金薄板焊接残余应力重新分布的影响以及矫正焊接变形的效果。通过建立两种不同的碾压计算模型发现,在碾压计算过程中只有考虑焊接残余应力场的影响,才能得到与试验测量结果相一致的碾压后残余应力分布。研究结果可用于实际碾压工艺的优化。     

不同叶片包角的离心泵试验与数值模拟

在离心泵叶轮的基本外尺寸(叶轮内外半径、叶轮进出口宽度、叶片进出口安放角及叶片数)和设计转速相同的情况下,采用三次曲线对叶片进行造型。设计叶片包角分别为59°、75°和91°的三副离心叶轮C1、C2、C3,其中叶轮C1与传统的单圆弧叶型非常接近。三副叶轮的同台试验结果显示,叶轮C2的最高效率比叶轮C1、C3的效率高1.28%、1.43%。采用数值模拟得到设计工况下三副叶轮内的相对速度场和各流道内的载荷分布,C1叶轮内有明显的回流区,且各流道内的载荷存在较大差异。研究表明：在叶轮外尺寸相同的情况下对叶片造型设计时,存在最佳的叶片包角,单圆弧叶型不是最佳叶型。     

柔索驱动并联机器人动力学建模与数值仿真

柔索驱动并联机器人采用柔索代替连杆作为驱动元件,并结合了并联机构和柔索驱动的优点。500 m口径大射电望远镜(Five-hundred meter aperture spherical radio telescope, FAST)粗调系统通过6根索长的协调变化使馈源舱作跟踪射电源的6自由度运动,其工作特点与并联机器人类似,因此可被看作柔索驱动并联机器人。基于此,根据FAST 5 m缩比试验模型,首先应用悬链线解析表达式推导出柔索两端固定时索端拉力与索长之间的关系,用于求解特定长度的驱动柔索对处于某一位姿的馈源舱的作用力。其次,对该舱索系统进行逆运动学分析,采用拉格朗日方程建立柔索驱动并联机器人的逆动力学模型。最后,针对FAST 5 m缩比模型的设计方案进行动力学仿真,数值结果表明该动力学建模是合理的。     

塑性成形三维数值模拟网格表面轮廓节点处理方法

以DEFORM-3D软件为例，提出基于点对来获取模具型腔轮廓节点的方法，并用c 语言加以实现，得到精确的模具截面边界曲线，为研究模具和工件变形提供方便高效的手段。