基于有限元模拟的数控弯管过程轴力和弯矩的分析计算

获取管材数控弯曲过程中的轴力和弯矩,有助于对成形机理的了解和后续的回弹分析,以及为选择设备和设计模具提供重要依据。提出了基于三维有限元模拟的数控弯管过程中轴力和弯矩的求解方法,详细阐述了其实现过程。采用该方法,分析了轴力和弯矩随弯曲角的变化特征以及工艺和材料参数对轴力和弯矩的影响规律:随着弯曲过程的进行,塑性变形区的轴力变化不大,弯矩呈指数关系变化,而弯曲变形区刚性端的轴力几乎线性递增,弯矩类似于阻尼正弦曲线变化;弯曲速度和材料强度系数的增大以及弯曲半径和硬化指数的减小会引起轴力和弯矩的增加。文中提出的方法也可推广应用于板材、其他型材和管材的弯曲。     

双金属轴瓦弯曲-镦缩成形工艺仿真优化

针对某大型船用低中速柴油机双金属轴瓦塑性加工精度质量难以得到准确预测及控制的问题,建立了该型轴瓦弯曲及镦缩两成形工序的弹塑性有限元模型。研究了不同镦缩系数对成形的影响规律,优化得到了最佳的镦缩系数,并预测了对应的成形载荷。     

基于有限元模拟的管材剪切弯曲工艺分析

管材剪切弯曲能够实现普通冷弯方法不能达到的超小半径弯曲,是一项较为可行的技术。针对管材剪切弯曲成形的受力与变形特点,应用塑性有限元方法研究了剪切弯曲主要工艺参数对成形后管材壁厚变化及截面椭圆度的影响,分析了变形区不同位置椭圆度及壁厚的减薄情况。研究表明:t/D越大,壁厚减薄及截面椭圆度越大;而随着R/D的增大,截面椭圆度有减小的趋势,但壁厚减薄不明显。     

基于响应面法的游艇转向臂锻造工艺优化

针对游艇转向机构中某转向臂在实际生产中出现的充不满的缺陷,设计了以模具预热温度、始锻温度、镦粗台孔深、镦粗下压量、压扁厚度为设计变量,以锻件充形率、终锻力为目标函数的混合水平正交表,通过对正交试验结果进行灰色关联处理,并进行极差分析,得知镦粗下压量、镦粗台孔深对目标函数影响显著。为了得到更优的工艺参数,在正交试验的基础上结合中心复合试验进行再优化,建立了以镦粗下压量、镦粗台孔深为自变量,以锻件充形率和终锻力为因变量的二阶响应面模型,从而得到了该产品的最优工艺参数。经过生产验证,优化后的工艺参数能在较低的成形载荷下锻造出合格的产品,并且消除了充不满的缺陷。     

车用扭杆端头镦粗工艺参数对其表面损伤的影响

针对车用扭杆端头在镦粗加工时,其始锻温度、锻造方式以及锻机进给速度等工艺参数对端头的表面质量影响较大的问题,采用有限元法,建立车用扭杆及端头的有限元模型,利用Deform-3D软件对扭杆及其端头进行网格划分以及边界条件设置,对其镦粗过程进行仿真,考虑了热交换模型,对不同的始锻温度和进给速度下,扭杆端头所产生的轴向应力、轴向应变以及表面损伤进行探究,得出了适用于车用扭杆端头镦粗工艺的相关规律。结果表明:始锻温度在1150~1200℃之间、锻机进给速度为1 mm·s-1时,车用扭杆端头的表面损伤最小,工件性能较好。     

中高速柴油机曲轴锻件RR弯曲镦锻工装的模式化设计

简要介绍了中高速柴油机曲轴锻件的RR弯曲镦锻工艺。在分析了RR弯曲镦锻工装结构特点的基础上提出RR弯曲镦锻工装模式化设计方案     

控制模式设定对大型锻件镦粗模拟的影响

分别设定上砧受恒定速度以及恒定力控制的几种不同控制模式,针对200 t以上级别的大型钢锭的水压机镦粗工艺进行了计算机模拟.对模拟结果和真实的工业镦粗过程进行了对比,并对模拟的合理性进行了分析.结果表明,采用恒定力控制模拟镦粗过程是一个比较好的选择.     

芯管间隙对JAC590Y高强钢矩形管绕弯成形质量的影响

为了判断JAC590Y高强钢矩形管180°绕弯时芯棒与管坯之间的间隙大小对弯管成形质量的影响,基于Dynaform软件对4种芯管间隙下JAC590Y高强钢薄壁矩形管的绕弯成形分别进行了模拟,得出了不同芯管间隙值下弯管的主要畸变参数。结果表明:在芯管间隙处于一定范围内时,弯管的宽度扩展率受芯管间隙值的影响很小,而中面高度缩减率会随着芯管间隙的增大而变大;弯管上最大的壁厚减薄率出现于紧邻距芯棒最远芯头的横截面上顶板与两侧板的交角处,选取较大的芯管间隙有助于降低弯管的最大壁厚减薄率;JAC590Y高强钢薄壁矩形管180°绕弯成形时芯管间隙率的合理范围为0. 01~0. 025。     

管夹上下卡级进模设计

分析了管夹上、下卡的结构特点和成形工艺,设计了一副集冲裁、压字、弯曲、翻孔、压筋、压凸于一体的级进模,解决了单工序冲模生产导致的零件两端压弯高度不一致,翻孔壁厚不均匀问题。实际生产证明:模具结构紧凑,冲压过程平稳,生产的零件质量稳定,可为类似零件的级进模设计提供参考。     

高速列车用A286高温合金六角头螺栓头部热镦成形参数优化

为提高六角头螺栓头部热镦成形工序的合格率,选取影响成形质量较大的加热温度、热镦速度、摩擦系数3个因素设计了正交试验,并利用有限元分析软件Deform-3D建立了热镦过程的热力耦合数值模型,用数值模拟的方法对热镦后坯料的等效应力、等效应变、损伤值和成形载荷这4个目标参数进行多目标优化分析,优化设计了A286高温合金六角头螺栓头部热镦成形的工艺参数。数值模拟结果表明:与厂家原有方案相比,当工艺参数优化为加热温度为1050℃、热镦速度为60 mm·s-1、摩擦系数为0.3时,各目标参数均有所改善,可大大提高工件的合格率及生产效率。采用经优化的热镦工艺参数组合进行生产试验,结果显示:螺栓头部成形效果好,满足该工序质量要求。本研究为实际生产提供了理论依据。     

Experimental Investigation on Formability of AZ31B Magnesium Alloy V-Bending Under Pulse Current

In this work, the influence of pulse current parameters on springback and bending force of magnesium alloy during electropulse-assisted(EPA) V-bending was investigated. The experimental results showed that pulse current can effectively reduce the springback and the bending force compared to the experiments without current. The frequency has a more significant influence on bending force and springback than electric current density. Electroplastic(EP) effect begins to work when pulse current parameters reach a threshold value. To explore the mechanism of EPA V-bending, the microstructure evolution and fracture surface of the bending specimen were studied. It was found that pulse current can promote the occurrence of dynamic recrystallization(DRX) of magnesium alloy compared to traditional hot forming process. The fracture mode of AZ31B under EPA V-bending evolves from brittle fracture to ductile fracture with increasing pulse current parameters. Based on the discussion of athermal and thermal effects of EP effect, the mechanism of pulse current to promote DRX is studied and athermal effect is proved to exist.     

极薄规格冷轧带钢板形控制研究

针对厚度0.2 mm以下极薄规格带钢在生产过程中经常出现中浪缺陷的问题,对某UCM轧机极薄规格带钢局部中浪板形缺陷与轧制过程数据进行了分析,通过工作辊温度测量与工作辊热凸度引起平坦度的有限元计算,表明中浪缺陷是由于轧辊热凸度过大而造成的。分析了轧辊热凸度影响因素,以及UCM轧机轧辊辊型,板形目标曲线,中间辊轴向横移,乳化液,中间辊、工作辊弯辊力等参数对极薄规格带钢板形的影响。结果表明:通过板形目标曲线优化设计,合理配置中间辊轴向横移量、工作辊弯辊、中间辊弯辊3种板形调节手段,增加中间辊轴向横移量,增加工作辊弯辊、中间辊弯辊负弯的调节余量,可在消除中浪的同时避免边浪的产生。同时,通过优化工艺润滑制度,降低乳化液温度到合理范围,可有效提高分段冷却的板形控制能力,使带钢平坦度回归到板形目标曲线设计范围,释放弯辊调控量。再有,通过支撑辊边部辊型优化设计,可提高辊型对边浪的抑制能力,在减少中浪的同时不产生边浪。采用上述措施,将中浪缺陷减小到5 IU以内,极薄规格带钢中浪板形缺陷问题得到了有效解决。     

金刚石砂轮轴向进给磨削硬质合金时的磨削力实验研究

为研究金刚石砂轮轴向进给磨削硬质合金时的磨削力,建立轴向力与法向力、切向力的转化模型;测量不同工艺参数下的磨削力变化;分析工艺参数对法向力、切向力、轴向力的影响规律并建立磨削力的经验公式。结果表明:在轴向进给磨削过程中,最大的磨削力是法向力,而轴向力略小于切向力。砂轮线速度对3个方向的磨削力的影响大致相同。磨削深度对法向、切向及轴向3个方向的磨削力的影响明显不同。进给速度对3个方向磨削力的影响不显著。      

基于Forge仿真软件的铸锭镦粗工艺过程数值模拟

采用Forge锻造模拟软件,对材质为H13,重量为20t的八角铸锭镦粗工艺进行仿真模拟,通过对压机速度、锻造火次、镦粗方式等不同参数进行仿真模拟,对坯料镦粗过程的温度场、应力、压机载荷等结果进行分析,选择合适的工艺参数,预测选择合适吨位的压机,为实际生产过程提供有力的理论依据及数据支撑。     

钛合金环形管成形模具参数优化

在MSC/Superform有限元模拟软件和弹塑性有限元理论的基础上,建立了钛合金环形管成形过程的计算机模拟系统.选取阿基米德螺旋线为牛角芯模中心线设计模具,采用中频感应加热方法,对阿基米德常数、扩径比、弯曲角度等模具参数进行优化模拟.分析可得:(1)阿基米德螺线系数的合理选取能够保证获得较好的壁厚均匀性,模拟得到本工艺较佳系数为1.0;(2)扩径比太大,容易出现起皱、减薄等缺陷;扩径比偏小,腹部增厚、壁厚均匀性降低,本工艺合适的扩径比为1.33;(3)弯曲角度太小,弯管成形过程变形剧烈,成形后弯管的力学性能等不能较好满足要求;弯曲角度太大,变形过程平稳,但随着推制阻力的增大导致推制困难,本工艺较佳弯曲角度为40o.通过正交试验方法验证得到:在上述参数条件下可以获得壁厚均匀、耐高压、等强度的钛合金环形管.     

枝叉管形锻件的剪—挤变形规律模拟实验研究

给出枝叉管形锻件剪－挤变形工艺的理论基础及其工艺性要求。通过物理模拟实验得出一种枝叉管形件－－截止阀体锻件的剪－挤变形关键工艺参数（即成形条件）;通过网格试验研究分析了枝叉管形件剪－挤工艺过程的金属流动情况及其变形规律;由剪－挤和镦－挤成形枝叉管形件的挤压力对比模拟实验,得出剪－挤成形过程挤压力降低规律,并验证了该工艺节能省力的特点。结果表明,利用剪－挤成形新技术可以在千吨级中型锻造设备上开发大型枝叉管形锻件的成形工艺。     

5m直径大角度型材框拉弯成形工艺

针对某一运载火箭大角度型材框,对力控制模式下的拉弯成形进行了模拟及试验研究,模拟分析了拉弯力对成形件应力、应变分布及回弹量的影响规律。模拟结果显示,随着拉弯力增加,型材截面内外侧切向应力差减小,回弹和扭翘变形也减小,但不利的一面是变形量增大,零件壁厚减薄率增加,截面尺寸变化加大,综合考虑,选取合适的拉弯力为97.4 k N。试验分析了拉弯力、第1次拉弯包角及补拉量对零件成形精度的影响规律。试验结果表明,拉弯力和补拉量越大,零件的角度、平度及弧度间隙越小,尺寸精度越高。通过试验,得出了优化的拉弯工艺参数,即拉弯力为105 k N,第1次拉弯包角为65°,补拉量为60 mm。在此参数下拉弯,零件淬火后变形程度较小,扭翘现象较小,回弹量较小,成形出尺寸合格的零件。     

激光诱发热应力成形试验研究

利用2kW CO2激光器研究了低碳钢板料的激光弯曲情况,试验结果表明,对于多道扫描激光成形工艺,弯曲角度受到许多工艺参数的影响。其中,激光功率、光束直径、扫描速度、扫描次数、板料厚度等参数的效应尤其显著。对试验结果的定性分析,所得的结论可为激光弯曲成形技术的进一步理论研究和可能的工业应用提供依据。     

2 230 mm冷连轧机板形控制性能仿真分析

以2 230 mm六辊CVC冷连轧机为研究对象,在ABAQUS有限元软件平台上建立了六辊CVC轧机辊系变形三维非线性仿真模型。通过数值模拟,分析了弯辊和轧辊轴向横移综合调控下承载辊缝凸度调节域的变化规律。同时,分析了2 230 mm冷连轧机弯辊力、轧辊轴向横移位置以及轧制力等工艺参数对板形调控性能的影响,为板形在线控制调节和辊型曲线优化设计提供了理论依据和应用参考。     

大规格电镦侧模辅助成形方法及装置研究

本文主要针对大规格电镦过程中形状缺陷和晶粒粗化等问题,提出了大规格电镦侧模辅助成形方法并设计了电镦侧模辅助成形装置,为大规格电镦生产提供新思路和方法.在Mdrc分析平台建立多尺度电镦工艺有限元分析模型及侧模辅助成型模型,对比两种成型方法模拟结果,发现电镦侧模辅助成形方法既能优化电镦件的形状避免宏观缺陷,又能有效的调控微...