筒形件强力旋压有限元数值模拟技术的研究

随着强力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,数值模拟的地位越显重要.通过对筒形件强力旋压有限元数值模拟中关键技术的总结,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.     

筒形件强力旋压的有限元模拟

现代旋压技术是广泛应用于航空、航天、军工等金属精密加工技术领域的一种先进塑性成形工艺。强力旋压是旋压技术的一个重要组成部分,对强力旋压的受力状态进行深入研究将有助于了解旋压工艺的特点和可能出现的缺陷。本文用弹塑性有限元法对强力旋压过程进行了模拟,获得了强力旋压稳定状态下应力应变的分布规律,解释了强力旋压的变形机理和隆起等缺陷产生的原因。     

筒形件强力旋压接触区轮廓的数值计算方法

针对筒形件强力旋压时坯料与旋轮的实际接触情况，建立了坯料与旋轮表面的几何方程，给出了筒形坯料与旋轮接触区的轮廓的数值值求解过程，为正确计算接触区域轮廓提供了精确的计算方法。     

筒形件反旋成形有限元数值模拟

使用数值模拟技术对旋压加工过程进行模拟能为生产提供合理的工艺参数、提高产品质量、减少试加工过程的消耗.基于弹塑性有限元理论,综合考虑旋压过程中金属3个方向的流动以及摩擦等实际情况,建立了筒形件旋压加工的三维弹塑性有限元力学模型,研究了各种工艺参数(包括旋轮圆角半径、旋轮直径、进给速度、每道次减薄率、成形角以及退出角等)对成形结果和回弹的影响规律.模拟结果显示,旋轮圆角半径、进给速度、减薄率等参数对成形结果和回弹量有较大影响.     

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     

基于数值模拟技术筒形件旋压工艺参数的分析

强力旋压是制造薄壁筒形件的一种高效加工方法,在加工过程中会受到很多工艺参数的影响.为改善工件的加工工艺和提高产品质量,有必要对旋压过程中几种影响较大的工艺参数进行分析研究.运用ANSYS软件建立了筒形件旋压的三维有限元模型,利用软件中的LS-DYNA求解器,对圆筒旋压成形过程进行了数值模拟.通过软件的后处理器得到了工件的径向、周向和轴向应力及其应变分布规律,分析了在实际生产中存在问题的发生机理,并就旋压深度、摩擦系数和旋压进给量对旋压力的影响进行了深入分析研究,所得结果可为旋压工艺参数的选取和模具结构的优化设计提供必要的指导.     

筒形件反旋过程三维刚塑性有限元数值模拟

建立了更加符合筒形件实际强旋过程的有限元模型，对筒形件反旋过程进行了三维生有限元数值模拟。获得了筒形件反旋变形时的应力和应变速率，解释了反旋时的胀径、缩径及母线偏转和隆起等问题，求得了反旋过程中旋压力的变化，其结果与实测结果吻合较好     

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。     

筒形件强力旋压CAD／CAM系统

简单介绍了组成强力旋压ＣＡＤ／ＣＡＭＴ系统的产品的信息形输入模块，工艺参数自动设计模块，数据库系统，自动编辑模块，数据采集和处理系统，加工参数实时补偿系统几部分的功能，说明使用该系统，可缩短产品工艺设计和数控编程时间，明显改进旋压产品的质量，降低度试验次数，降低废品率，具有极大的经济效益。     

筒形件三旋轮缩径旋压过程的数值模拟

利用ANSYS软件对筒形件3旋轮缩径旋压过程进行了三维有限元数值模拟，获得了应力、应变的分布情况，并对缩径旋压时起旋点附近的局部变薄及口部扩径现象进行了分析。模拟结果与实际旋压过程相一致。     

金属强力旋压成形的数值模拟分析

采用ABAQUS的弹塑性有限元方法,对筒形件进行强力正反旋的数值模拟,通过对正反旋成形过程中应力-应变的分析得出一般情况下正旋形式较好。同时在不同工艺参数下筒形件正旋旋压过程进行了动态模拟、应力-应变以及材料能量变化的分析。通过对不同进给比的正旋数值模拟,得出当进给比为0.4 mm/r时,旋压件的表面质量和贴膜效果比较好,能够顺利进行旋压成形并有较好的生产效率。     

筒形件反旋旋压力模拟分析

用三维刚塑性有限元法计算了筒形件反旋时的旋压力，并对各工艺参数对旋压力的影响进行了系统研究。     

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.     

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。     

药型罩强力旋压的数值模拟结果分析

根据实际工件的尺寸及成形情况,建立了变壁厚药型罩旋压时的数学模型.应用ANSYS软件对其成形过程进行了三维有限元数值模拟,得出了成形过程中变形区应力、应变分布规律,并分析了偏离正弦律对成形的影响.最后根据模拟结果,对在成形过程中出现的缺陷及原因进行了分析.     

薄壁气瓶旋压成形工艺研究

研究了旋压主轴转速、进给比、吃刀量等工艺参数对旋压成形质量的影响,分析了实际旋压成形试验对薄壁高压气瓶旋压工艺相关参数变化影响规律,得到了薄壁气瓶旋压成形的工艺参数,对薄壁气瓶旋压成形具有指导意义。     

基于金属热成形过程的晶粒粗化现象数值模拟

晶粒粗化是发生在材料热成形过程中的一种典型的组织演变现象.晶粒粗化可以显著影响材料的力学性能及后续变形特性.采用元胞自动机算法(Cellular Automaton,CA)模拟了晶粒粗化现象,模拟了晶粒粗化过程中粗化动力学、拓扑学及形态学的演化,并研究了温度及时间对粗化过程的影响.模拟结果显示,晶粒的粗化指数为0.5;在粗化过程中,六边形的晶粒占的比例最大,其次为五边形和七边形,而晶粒边数为3或10的晶粒所占比例很低,约为5％左右;组织形态演化表明,随着保温时间的增加或温度的升高,晶粒平均尺寸增大.模拟结果与相关文献中的结论相同.     

同步旋转模环旋压成形的数值模拟分析

针对大型超薄筒形件减薄旋压成形时易出现旋压失稳的缺陷,研究了一种全新的同步旋转模环旋压工艺,分析了其工作原理和旋压鼓形的形成机理,运用有限元软件Simufact Forming分析了两类变薄旋压成形在相同工艺参数下的等效应力、鼓形和能量情况。结果表明,相比强力旋压,同步旋转模环旋压不易引起鼓形失稳,稳定性更好,精度更高。