半固态镁合金触变成形数值模拟及试验验证

利用DEFORM-3D塑性有限元软件,对半固态AZ61触变成形过程进行了数值模拟,分析了半固态坯料与常规态坯料成形过程中的应力、应变分布和温度场,并对此两种坯料进行了触变锻造试验.结果表明,半固态镁合金材料具有变形抗力小,应力、应变分布均匀,通过对触变锻造试验和模拟结果的对比可知,二者拟合较为理想.     

简单轴盘类零件的差温无模锻造模拟分析

模拟了轴盘类零件的差温无模锻造成形过程,通过分析坯料变形过程中的温度场、位移场、应变场以及应变速率场的分布情况,研究了加热高度和坯料高径比在轴盘类零件差温无模锻造成形中的影响,同时总结出了一些成形规律。     

带阻尼台叶片精锻过程温度场分布规律研究

温度场分布的不均匀性,影响到带阻尼台叶片精密锻造过程的成形质量和组织性能。本文以DEFORM3D为平台,采用实体模具,建立了包括锻前和锻造两个过程的刚粘塑性有限元模型,使温度场的分布更加接近实际情况。在此基础之上,研究了摩擦因子、上模压下速度和初始模具温度对温度场分布的影响规律及坯料不同变形区域温度场的分布规律。结果表明:摩擦因子对坯料温度场分布的均匀性影响不明显;随着上模压下速度的增加,坯料温度场分布更加均匀;提高初始模具温度,有利于坯料温度场分布均匀;坯料不同变形区域内温度场变化较大。该研究对带阻尼台叶片精锻工艺的制定具有一定的指导意义。     

大锻件锻造过程中的综合换热系数研究

为了准确预测实际生产中大锻件温度场的变化,以指导锻造工艺制定,采用正向实测-反向求解和正向实测模拟验证的研究方法,实测锻件空冷过程中特征点的降温曲线,利用Deform的Inverse Heat Transfer求解模块,使用反传热法计算获得锻件空冷过程中的界面换热系数,将该换热系数应用于锻造过程模拟中,得到坯料表面的温度曲线,并与实测获得的锻造过程中坯料表面的温度曲线进行对比验证。成功地实现了对700 mm×700 mm×1500 mm大锻件在锻造过程中的温度场预测。     

差温无模预成形锻造的有限元模拟研究

利用热力耦合有限元方法 ,对AISI10 4 5钢圆柱体坯料在环形加热源局部加热下的差温无模预成形锻造过程进行了模拟研究。模拟结果表明 ,在坯料中获得和控制大梯度分布的不均匀温度场是实现无模预成形锻造的关键。复杂零件成形必须合理地组合加热源和冷却源 ,以便产生所需的温度梯度场。在快速变形条件下 ,变形过程中的持续加热对金属的流动影响甚微 ,变形前的温度分布基本上决定了金属的流动 ,但在慢速变形条件下 ,变形过程中的持续加热对金属的流动产生一定的影响 ,其影响程度视零件复杂程度而异。从该文研究结果可以预见 ,差温无模锻造可以发展成为一种无模锻造制坯新工艺     

船用长轴类大锻件锻造工艺方法研究

船用长轴类大锻件是船舶动力装置的重要组成部分,其质量好坏直接影响船舶的推进特性和正常航行.本文以某船用中间轴为研究对象,对普通平砧锻造法、FM锻造法和上下砧不等宽锻造方法下的压方过程进行了数值模拟,应用数值模拟软件Deform-3D建立了相应的有限元模型,对坯料温度场、应力分布、锻造力和锻造效率进行了分析.结果表明:采用平砧锻造时,锻件的锻造效率最高,所需锻造力小,且表面温度下降最慢;采用FM法锻造时能获得较理想的压应力分布状态.     

TC4钛合金鼓筒锻件锻造模拟及组织预测

采用刚塑性有限元方法和DEFORM-2D软件对TC4钛合金鼓筒锻件锻造过程和等轴初生α相的分布情况进行数值模拟,比较对击锤锻造和液压机锻造2种工艺下的温度场及应变分布情况。模拟结果表明：对击锤锻造易产生类似切削的缺陷,通过设计合适的坯料内侧倾角可以显著改善缺陷形成;液压机锻造成形后的锻件温度分布、应变分布和组织均较为均匀,不易产生锻造缺陷,是TC4钛合金鼓筒锻件成形的较优方式。液压机锻造的TC4钛合金锻件中等轴初生α相含量由心部到边缘逐渐增大,经组织验证,其等轴初生α相分布基本符合模拟云图。     

轴盘类零件的差温无模锻造模拟分析

传统的轴盘类零件的制造方法周期较长,成本也较高,利用差温无模锻造技术则可以克服上述缺点。本文模拟了轴盘类零件的差温无模锻造成形过程,通过分析坯料变形过程中的温度场、位移场、应变场以及应变速率场的分布情况,着重研究了不同高径比下多个局部大变形的轴盘类零件差温无模锻造的成形,同时总结出了一些成形规律。     

6061铝合金轮圈等温锻造变形模拟研究

锻造铝合金轮圈具有良好的综合力学性能,但其发展一直受到复杂的锻造工艺和模具结构的限制。将等温锻造运用于6061铝合金轮圈锻造工艺,采用有限元软件对轮圈整个变形过程进行了模拟,分析了坯料的变形情况,讨论了轮圈变形过程中坯料的温度、应力、载荷的分布和变化情况。     

半固态A356铝合金触变锻造成形过程有限元模拟

针对高固相率条件下半固态触变锻造成形,开发了一个热力耦合触变锻造模拟模型.对触变锻造成形过程中温度场分布、最高/最低温度分布规律以及成形过程中模具运动速度对成形力的影响规律等,进行了计算和分析.研究发现,在半固态触变锻造成形过程中常伴有低于半固态温度的热加工现象出现,高成形速度会降低成形力,同时也会导致成形坯料的液固相分离.试验验证中最大成形力与模拟得到的最大成形力相吻合的事实表明,所开发的计算模型能较准确地预测触变锻造成形最大成形力, 但成形过程中两者所得到的成形力仍存在一定差异,这表明计算模型还需要一步优化.     

大模数半轴齿轮温精锻成形数值模拟及试验

针对大模数半轴齿轮成形的特点,提出温精锻成形的工艺方案。采用DEFORM-3D有限元分析软件对半轴齿轮的温精锻成形过程进行数值模拟,对影响齿轮成形效果的坯料形状、模具运行速度、坯料加热温度及模具预热温度进行模拟分析;分析坯料在成形过程中的金属流动规律、应变分布、温度场分布,得到了模具载荷-行程曲线;试验验证了该温精锻成形工艺的可行性,为半轴齿轮实际生产工艺的改进提供了参考。     

某汽轮机叶片材料热变形行为及锻坯参数优化

为提高某叶片锻件质量和生产效率、减少模具磨损,采用热模拟试验研究了叶片材料的热变形行为,建立了材料的高温流动应力方程;以此方程作为材料模型,对叶片的锻造过程进行了数值模拟,优化了制坯工艺参数.试验分析表明,该材料热变形行为符合双曲正弦函数关系;数值模拟结果表明,采用叶根与叶冠成40°角的坯料较优,成形质量与成形载荷对坯...     

有限元模拟技术在主体锻造工艺设计中的应用

采用Forge 2D/3D锻造有限元模拟软件,模拟和分析了大型锻件主体的锻造环境和变形过程;讨论了锻件温度、模具设计、锻造设备等因素对锻件成形的影响;分析了锻造过程中锻件应力应变、金属流动规律、缺陷预防、金属流线、锻件最终几何形状等因素;确定了下料重量、锻造能量、锻造火次、模具设计等锻造工艺设计中的重要参数,为实际生产中锻造工艺的制定提供了依据。     

摩托车带爪齿轮坯的精锻成形数值模拟与工艺研究

采用DEFORM软件对摩托车带爪齿轮坯进行了温精锻成形工艺数值模拟分析,并采用专用模具进行了温精锻工艺的实验研究。模拟与实验结果表明,闭式温精锻工艺与模具设计合理,数值模拟分析准确。     

直齿圆柱齿轮温锻成形工艺参数优化

对直齿轮温锻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,将齿轮的成形力和凹模模具磨损作为2项指标,并基于该2项指标分析试验结果,得出坯料初始温度、模具预热温度、工模间摩擦系数、锻压速度等对成形过程的影响,并获得较优的工艺参数值。模拟结果与实验结果吻合,对实际生产起到了指导作用。     

全纤维曲轴锻件曲柄臂平衡块安装面形状数值模拟

采用弯曲镦锻法锻造中高速柴油机曲轴时,曲轴锻件曲柄臂安装面极易出现塌角缺陷。针对平衡块安装面为平面类型的曲柄臂,以16V240曲轴为研究对象,设计了4种平衡块安装面形状的曲柄臂锻件,并采用有限元法模拟了16V240曲轴锻件4种方案的RR法镦锻成形过程。从镦锻过程金属坯料的流动速度和速度矢量方向两个方面讨论了4种平衡块安装面形状对曲柄臂锻件成形质量的影响,模拟结果表明,设计为收敛形状的平衡块安装面在锻造过程中能有效避免塌角缺陷。根据方案4的模拟结果优化设计了模具并进行了曲轴单拐的挤压实验,实验结果与数值模拟结果基本一致。     

B50A789第1级静子叶片裂纹缺陷分析

采用B50A789材料制备的压气机叶片产生的缺陷,主要是由于原材料内部夹杂、局部偏析、组织粗大,带状偏析和折叠引起的。本研究采用金相和能谱分析方法研究了锻造压气机叶片表面裂纹的形成机理,并对其锻造裂纹的形成过程进行有限元模拟。结果表明:结合低倍及高倍形貌特征,可以得出叶片缺陷为锻造加工过程产生的折叠裂纹;通过有限元模拟分析认为锻造叶片表面裂纹是源于锻件在制坯过程中,在连接杆与安装圆盘的转接处形成啃伤台阶,导致终锻结束时在叶身形成折叠裂纹缺陷。同时通过对试验过程中锻造工艺调整,采用分料卡子对过渡区分料或进行打磨来保证转角半径圆滑过渡,可有效避免叶片表面折叠和裂纹缺陷的形成。     

螺旋伞齿轮从动轮毛坯锻造成形数值模拟

“热锻造+机加工”是螺旋伞齿轮制造的一种有效方式,热锻件质量的好坏决定了最终产品的性能.通过运用有限元分析软件Deform-3D对螺旋伞齿轮从动轮毛坯的热锻造过程进行数值模拟,研究了锻造过程中金属流动规律.结果显示,金属在阶梯处流动困难,导致锻件阶梯处的应力应变大,温度高.通过对模具参数进行改进,可以改善金属的流动情况...     

铁路货车钩尾框精密辊锻过程数值模拟

铁路货车钩尾框锻件为异形长轴类锻件,目前采用自由锻工艺制坯,效率低,质量差,大型自动辊锻机精密辊锻是一种优质高效的先进制坯工艺,用于钩尾框制坯有望取得良好的技术经济效益.以刚塑性有限元法为基础,利用Deform-3D软件对铁路货车钩尾框精密辊锻过程进行三维有限元模拟,揭示了钩尾框辊锻变形过程中金属的流动规律,分析了辊锻成形过程中各道次辊锻过程中模具受载荷情况,以及各道次辊锻过程中的辊锻力矩,为钩尾框精密辊锻工艺及模具设计提供了有效的参考依据.