圆板成对无液压胀形过程的研究

本文通过实验和有限元模特怪圆板成对无液压胀形过程进行了研究。在有限元模拟中，分析了初始几何缺陷对壳体起皱的临界压力和起皱形态的影响。结果表明，有限元模拟的带初始缺陷的壳体胀形时的起皱临界压力和起皱形态与实验结果非常吻合，而完善壳体的起皱临界压力和起皱形态与实验结果则有较大差别。     

双圆锥台壳体液压胀形的防皱措施

等边双圆锥台壳体在内压的作用下,赤道环焊缝处易产生失稳起皱,且胀形后所得容器圆度较差。针对这一问题,对其胀形过程进行了有限元数值模拟,并通过改变圆锥台的初始形状,来保证容器的圆度和避免赤道处的失稳起皱。     

等边双圆锥台壳体端部约束胀形的实验研究

针对等边双圆锥台壳体在自由胀形过程中,赤道环焊缝处产生失稳起皱现象,提出了壳体的内约束胀形工艺,实验证明,壳体端部加约束后成形过程中没有起皱现象发生。     

等边双圆锥台壳体内环约束胀形的实验研究

针对等边双圆锥台壳体在自由胀形过程中,赤道环焊缝处由于纬向压应力而产生失稳起皱现象,提出在壳体内加圆环的约束胀形工艺,实验证明了壳体内侧加约束圆环后成形过程中没有起皱现象发生。     

管材缩径起皱失稳数值模拟

轻质薄壁件越来越多地应用于航空、航天和汽车等高新技术工程领域,但起皱失稳一直是薄壁件成形过程中主要的缺陷之一。因此,轻质薄壁件成形过程中的塑性失稳起皱预测研究就显得尤为重要。本文针对塑性成形中薄壁管件结构由于存在多种初始缺陷(如厚度不均,尺寸偏差等)从而导致失稳模拟预测与实际情况不符的现象,以AA6061固体颗粒介质管材缩径工艺为算例,结合ABAQUS中最适合复杂接触工况的DYNAMIC算法以及Draker-Pager颗粒介质成形数值模拟模型,对无初始缺陷圆柱壳体、引入屈曲模态初始缺陷圆柱壳体、引入厚度不均初始缺陷圆柱壳体以及同时引入屈曲模态和厚度不均缺陷的圆柱壳体进行了缩径成形模拟,将四种条件下的管件失稳波形模拟结果与试验结果进行了比较。结果表明:同时引入屈曲模态和厚度不均缺陷的动态显示有限元法可以准确预测出管材缩径失稳后的形貌,并将模拟仿真与实验的应力-位移曲线进行对比,验证了此模拟方法的可靠性。     

汽车桥壳机械式胀形关键技术

采用汽车桥壳机械式胀形新工艺,利用DEFORM-3D有限元软件对汽车桥壳机械式胀形过程进行数值模拟,分析成形管件的成形规律,并在现有设备上进行了相关物理实验。研究结果表明,机械式胀形桥壳的工艺孔两端区域受到拉应力的作用而出现壁厚减薄现象,中间区域受压应力的作用而产生起皱缺陷。通过采用以椭圆形工艺孔替代长工艺孔,同时在工艺孔中间区域设计三角槽的改进方案,其成形效果表明,改进的工艺方案有效的缓解了工艺孔两端区域的壁厚减薄的程度,同时避免了中间区域起皱的缺陷。     

薄壁钢管内胀推弯成形数值模拟及实验研究

针对薄壁管材弯曲成形过程中内壁起皱、外壁拉裂等成形缺陷,采用内胀推弯工艺成形规格为Φ30mm×0.3mm的1Cr18Ni9Ti薄壁管材。有限元模拟了不同内胀压力下,薄壁管成形性能和壁厚分布,并进行了实验研究。结果表明,该工艺可以很好的解决内壁起皱、外壁拉裂等成形缺陷,对生产实践具有一定的指导意义。     

足球状封闭壳体无模液压胀球过程的数值模拟及实验研究

描述了对经"削角处理"的足球状封闭壳体进行无模液压胀球的实验过程,测量了在内压增大过程中壳体各典型部位的应变数值,得出了厚度变化规律.使用非线性商用有限元软件ADINA对成形过程进行了数值模拟,厚度变化趋势与实测数据一致.结果表明,六边形先变形并且变形量大,五边形后变形并且变形量小.此外,还讨论了胀形前壳体的结构对胀形后球壳的圆度影响.     

Y型三通管充液挤压成形的数值模拟

提出一种基于液压胀形和挤压成形的Y型三通管充液挤压成形工艺.利用Abaqus有限元软件对该成形工艺进行了数值模拟,研究了成形过程中的主要缺陷以及内压大小、内压加载路径、摩擦系数对三通管成形质量的影响规律.结果表明:管的主要质量问题是壁厚分布不均匀和起皱.内压大小对起皱起决定性作用,当内压在30MPa以上时,起皱消失.当...     

汽车桥壳液压胀形的数值模拟及其实验研究

对汽车桥壳液压胀形进行了数值模拟并进行了实验验证.分析了第1次胀形时液体压力恒定不变、液体压力按轴向压缩量线性变化、极限失稳及胀裂的情况,揭示出起皱的主要原因是液体压力过低,起皱后不利于后续胀形,而胀裂的主要原因是液体压力过高;第2次胀形时试件退火是最终成形成功的重要影响因素.得到轴向压缩量与液体胀形压力间的合理加载路径.     

外压作用下球壳阀芯失稳的有限元模拟和实验研究

为了能随一定的外部压力并很好地实现密封，设计并采用粘性介质压力成形工艺制造了不锈钢壳阀芯。采用有限元软件FEMB／Ls-dyna3d模拟分析了球壳的临界失稳压力，并进行了理论计算和试验研究。结果表明，有限元模拟结果与试验结果比较一致，而经典线弹性理论值则过于偏高。在有限元模拟的指导下研制的厚度当量为1．07mm的球壳安全满足密封和耐压要求。     

中厚板瓢曲浪形的仿真分析与抑制措施研究

为了解决某3 450 mm生产线中厚板瓢曲浪形缺陷问题,本文应用ANSYS软件对中厚板各种浪形瓢曲缺陷进行了有限元仿真模拟计算,采用温度场对宽度方向上纵向延伸不一致的情况进行了模拟,获得了各种浪形屈曲模态,并与现场实际的板形瓢曲浪形进行了对比,两者符合较好;同时,获得了各种不同浪形的屈曲临界载荷条件和屈曲临界波长,并对中浪和边浪的主要影响因素进行了分析。在有限元仿真计算的基础上对现场的工艺措施进行了改进,调整了机组工作辊辊型和弯辊力使用策略,有效地减少了机组存在的中浪和边浪问题。     

Imperfections generation in finite element models of welding

Welded components contain certain geometrical imperfections which may affect buckling behaviour of the final product. However, geometrical perfect models are usually used in the finite element method simulation. When a simple weld model is used, the mode of the end-distortion is predictable. Imperfections are created in the same shape as predicted. This paper presents a novel numerical approach on how to generate geometrical imperfections in finite element models. In this approach, as first, a large temperature gradient for the weld seam elements is prescribed. Then a linear steady-state thermal analysis is conducted and is followed by a structural analysis to determine the initial stress stiffness matrix for an eigenvalue analysis. The mode shapes of eigenvalue analysis are finally used to generate the imperfections. The results obtained in the course of this work allowed to calculate resultant welding distortion more accurate.     

基于真实模型的矿岩散体三维孔隙流数值模拟(英文)

利用X光CT技术采集矿岩散体图像,结合数字图像处理技术和有限元技术构建了表征介质真实孔隙结构的三维物理模型,利用此模型进行颗粒间孔隙流的三维数值模拟,分析堆浸散体孔隙内溶液流速和压力分布规律,并计算出介质的水力传导系数。模拟结果表明溶液流动行为在很大程度上受到孔隙大小及拓扑结构的制约,介质内同时存在明显的优势流和浸出盲区,最高流速出现在具有高压降的细小孔隙处。根据模拟结果计算出的水力传导系数与室内实验测试结果具有相同数量级,说明了模型的有效性。实现了细观尺度与宏观尺度的结合,所构建的模型能应用于堆浸过程其它规律的计算机模拟。     

板料成形动力显式有限元模拟

本文论述了板料成形过程计算机模拟的动力显式算法, 包括退化四节点壳单元应用、有限元计算模型建立及显式时间积分方法等, 给出了作者所做的一个仿真计算实例以及实验比较     

冷轧带钢屈曲失稳限的计算方法研究

带钢屈曲失稳限的计算是建立冷轧板形控制目标的理论基础,本文通过能量法计算了各种典型浪形缺陷的屈曲临界载荷;利用ABAQUS有限元分析软件建立了带钢屈曲失稳仿真模型,计算了各种典型浪形下的屈曲临界载荷,将有限元仿真结果与解析结果进行了对比,验证了有限元模型的准确性;同时,通过设定不同的工况,得到了带钢屈曲临界条件与带钢宽厚比、张应力之间的关系。     

低压铸造铝合金薄壁件成型压力因素模拟

采用有限元模拟仿真软件对铝合金汽车座椅骨架低压铸造工艺进行数值模拟,研究了低压铸造加压工艺中的充型压力、充型加压速率及增压压力对铸件缩松缩孔的影响.模拟结果表明:充型压力和充型加压速率的提高,有助于提高薄壁件的充型能力;对于特定的薄壁件,存在一个临界增压速率,使得缩松缩孔率最小.另外,随着增压压力的提高,缩松缩孔率减小.     

搅拌摩擦点焊加筋壁板剪切稳定性分析

应用有限元软件ABAQUS对搅拌摩擦点焊加筋壁板进行剪切稳定性计算,得到结构的失稳临界载荷;实施了铝合金搅拌摩擦焊加筋壁板剪切稳定性试验,得到结构的剪切失效形式及过程.结果表明,加筋壁板的破坏形式主要表现为焊点的脱焊或壁板的破损.提出了采用模拟焊点连接的有限元模型,分析了其在剪切载荷作用下的力学性能.结果表明,有限元计算结果与试验所得局部屈曲载荷较吻合,并模拟了剪切载荷作用下加筋壁板的失效过程,说明有限元模拟方法可以用来对该型结构的稳定性能进行分析,从而为该型结构的优化设计及工程应用提供分析参考.     

Prediction of maximum initial strip width in the cage roll forming process of ERW pipes using edge buckling criterion

Cage roll forming is an advanced process for producing electric resistance welded (ERW) pipes. It is designed to improve the strip deformation and to increase the flexibility of production lines compared with the conventional roll forming of ERW pipes. One of the most important parameters of this process is the initial strip width. Accurate prediction of the initial strip width is vital for producing sound pipes with desired dimensional and geometrical tolerances. In this paper, cage roll forming process is simulated with the explicit elastic–plastic finite element method in the MSC Marc Mentat software. Simulation results show that by increasing the initial strip width, more circumferential length reduction is induced to the deformed strip in the fin-pass stands. This effect increases the difference of longitudinal strains at the edge and center of the deformed strip and consequently leads to a high longitudinal compression at the strip edge. Therefore, edge buckling will be unavoidable if the initial width is selected bigger than a specific limit. In order to predict the maximum initial width in cage forming process, an edge buckling criterion was introduced. The circumferential length and the horizontal distance between two deformed strip edges were obtained from the simulation and were compared with the experimental data from a production line. The comparison showed a good agreement and confirmed the finite element simulations.     

Prediction of buckling distortion of welded structures

Abstract

A predictive distortion analysis approach for welded structures is presented. Two-dimensional thermomechanical welding process simulations were performed to determine the residual stress. The critical buckling stress and the buckling mode are computed in a three-dimensional eigenvalue analysis. A technique employing decoupled two- and three-dimensional approaches is used to predict the occurrence of buckling distortion. Experimental validation of the prediction has been carried out in the laboratory. Welding experiments were carried out using welding conditions identical to those in the finite element model. The computational results are then verified by experimental observations.