GH4169外螺纹滚压过程ABAQUS有限元仿真模型建立及验证

为深入揭示GH4169外螺纹滚压成型机理,利用ABAQUS建立其外螺纹滚压过程有限元仿真模型并进行实验验证。滚压过程中,滚丝轮和圆柱形工件间的接触区域不断发生变化,属于复杂接触类型。为此,较为详细地介绍有限元模型建立过程中的材料本构模型、求解类型、网格划分及自适应网格、接触及边界条件等关键技术,利用能量法、外螺纹成型样貌以及最大径向力验证了该仿真模型的有效性。     

板式翅片滚压成型的数值模拟

针对板式翅片加工现状,提出一种板式翅片滚压成型新方法。阐述了该方法的成形原理;在三维软件中建立了滚压刀具和工件的有限元分析模型,采用Deform-3D有限元分析软件对板式翅片滚压成型过程进行了数值仿真,获得了理想的翅片形状;分析了成形过程中工件的应力状态及滚压刀具的受力情况,为板式翅片滚压成型方法的研究和应用提供了重要理论依据。     

基于DEFORM-3D的花键成形分析

基于刚塑性有限元法基本理论,并借助于通用三维有限元分析软件DEFORM-3D建立了花键冷滚压成形全过程三维动态有限元模型,对花键冷滚压成形过程进行了有限元模拟分析。揭示了花键冷滚压成形过程的等效应力、等效应变的分布情况和金属流动规律,从而为花键冷滚压成形工艺研究提供理论依据。     

高温合金U形环滚压成形有限元建模关键技术研究

根据U形环的成形特征,解决了其滚压成形有限元建模仿真的关键技术,如几何模型的建立,滚压模型的模具尺寸的设计,摩擦接触条件处理,下压载荷曲线等关键技术处理。基于ABAQUS有限元软件建立了该成形过程的有限元模型,并对该模型的可靠性进行了实验验证。结果表明,有限元模拟结果所获得的U形环与实验结果十分吻合,对U形环的生产实践具有很好的指导意义。     

滚压成形仿真分析及滚轮参数设计

波型铝薄板滚压成形过程中,应用有限元分析软件对滚压成形过程进行仿真分析,研究工艺参数和滚轮模具结构参数,对齿形、齿数、外径尺寸、倒角等主要参数进行比较仿真模拟分析,优化设计滚轮。     

铆焊型液力变矩器涡轮辊铆成形工艺仿真及参数优化

以一种典型的铆焊型液力变矩器涡轮为研究对象，针对涡轮装配成型中的外环-叶片-内环的辊铆成形工艺及尺寸开展研究。结合有限元仿真分析和试验手段，研究了叶片支耳的辊铆成形工艺，分析了拨倒、滚压成形工艺参数对滚铆成形精度的影响规律。以叶片材料的拉伸应力-应变曲线及各向异性系数等力学性能测试参数、涡轮总成的三维几何模型、辊铆工况为输入，建立了叶片支耳滚铆成形的有限元模型，采用Abaqus分别建立了支耳拨倒、滚压成形的有限元模型，分析了拨倒角度、滚压进给量和次数对支耳成形后的应力及应变分布、与内/外环的贴合间隙的影响，确定了较为合理的辊铆工艺参数。设计制作了快速滚铆工装，研制了涡轮总成样件，对比分析了样件实物中支耳的贴合度测试数据与仿真结果，验证了工艺参数的合理性。研究结果表明：叶片支耳成形采用3道分3次滚压成形后，回弹量最小，不大于0.1 mm且满足设计技术要求，辊压后支耳的成形应力最小、变形更均匀；经涡轮样件试制验证有限元仿真模型的准确性，误差小于7.7%。     

成形辊齿数对蜂窝半格结构件成形影响研究

高强度金属蜂窝芯的制备方法是将金属箔材滚压成为蜂窝半格结构件,然后将其胶结或点焊成为蜂窝芯。基于蜂窝半格结构件滚压成形的工艺特点,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对蜂窝半格结构件滚压成形进行有限元建模及弹塑性分析,得到了箔材成形过程中成形辊齿数对成形件形状尺寸、应力应变的影响规律。将有限元弹塑性分析结果应用于成形辊设计及制造,并将成形件的仿真数值与实验数值进行比较。结果表明:运用有限元分析来解决传统箔材滚压成形的缺陷是有效的。     

外花键冷滚压成形过程单位平均压力

对外花键冷滚压精密成形的变形过程进行理论分析,用图解法建立了外花键冷滚压过程的塑性变形区滑移线场。在不同接触区域采用不同的摩擦条件,真实地反映了成形过程实际情况。根据滑移线场的应力场理论得到冷滚压成形过程中接触面上平均单位压力的封闭解。通过适当假设建立花键冷滚压有限元模型,应用有限元软件DEFORM对成形过程进行了数值模拟。将不同参数条件下平均单位压力的数值模拟结果与理论分析结果进行比较,两者吻合较好。     

轮辋滚压成形的数值仿真技术

滚压成形工艺是轮辋加工的主要成形工艺,在工程中得到广泛运用。基于有限元软件ABAQUS动力显式算法,对轮辋滚压成形数值仿真技术进行了研究,并讨论了加工过程中侧向力问题。运用和以往文献不同的建模方式,分析建模中单元选择、边界条件、加载曲线等关键问题,提出了适合轮辋滚压的数值仿真方法。仿真计算表明,轮辋滚压成形仿真结果与试验具有好的吻合性,且具有中心定位准确,计算效率高的特点,提高了工程适用性。同时侧向力研究表明,降低进给速度可以有效减小滚压侧向力。     

考虑铣削残余应力的压弯成形仿真计算方法

针对铣削加工引起的残余应力影响工件压弯成形过程中弹塑性应力分布并最终影响成形工件形状精度的问题,提出考虑铣削残余应力的压弯成形仿真计算方法。首先基于弹塑性理论推导了压弯成形应力计算公式,然后建立了考虑铣削残余应力的压弯成形有限元模型,研究了铣削残余应力对压弯成形应力应变分布及回弹的影响规律,采用数值方法建立了考虑铣削残余应力的压弯成形应力计算公式。结果表明:该有限元模型可以用于研究压弯成形应力应变变化规律,低速铣削产生的残余压应力对压弯成形卸载前的应力分布和压弯卸载后上下表面的切向应变影响最大,高速铣削引起的铣削残余应力使得试件压弯卸载后弯曲角度最小,变形程度最大。     

钛合金螺栓根部圆角滚压强化的工艺参数仿真研究

针对TC4钛合金高精度螺栓根部圆角滚压强化技术的工艺参数开展仿真研究。根据滚压工艺建立螺栓根部圆角滚压强化的有限元仿真模型，获得了应力分布云图；以螺栓根部圆角的残余应力积分中值为主要研究对象，确定了应力提取路径。采用正交分析方法对滚压过程进行数值仿真，并利用结果分析不同工艺参数对残余应力大小的影响。建立残余应力积分中值-工艺参数的数学回归模型，并进行参数优化。最后，在优化结果的基础上，分别针对滚压转速、时间、摩擦因数和滚压力进行仿真试验，研究参数变化对残余应力的影响，并分析产生影响的原因。该研究结果可以为钛合金螺栓根部圆角的滚压强化工艺提供理论指导和技术支撑。     

环状零件滚压加工成形仿真技术研究

航天阀门密封件的滚压加工成形过程中涉及到大位移、大转动、有限应变,具有复杂的非线性特征。为探索航天阀门密封件环状结构滚压加工工艺,采用有限元法对滚压成形过程进行全流程仿真,准确获取滚压加工中的滚压力变化曲线及滚压加工质量效果。通过仿真数据进行工艺优化,获得最佳的航天阀门密封件滚压工艺参数,在阀门密封件滚压成形加工样机上进行滚压成形试验,对仿真后的工艺参数进行验证。     

冷拉伸滚压成形新工艺参数研究

采用ADINA有限元软件对高强度柔性螺栓在此加工工艺中定义材料性能,建立滚压模型,划分网格,约束边界条件,施加载荷.对在不同拉力,滚压量两个实验参数下进行冷拉伸滚压新工艺加工模拟仿真,得到端面中点的最大应力,有效应力及位移与时间函数的图形,并分析结果得出最有利于加工的工艺参数.为下一步做轴类冷拉伸滚压成形实验提供重要的实验参数.     

铝蜂窝芯铝芯材成形过程仿真与实验研究

针对规整度要求高的铝蜂窝芯的需要,研究了采用滚压成形法制备半蜂窝波形条的工艺,加工中采用两个齿形轮做模具。结果表明:铝蜂窝芯铝芯材成形与齿形轮模具的齿数、边长、分度圆半径及齿顶角相关;通过数据分析与仿真,计算得出它们之间的函数关系式。运用金属塑性成形有限元分析软件DEFORM-3D对半蜂窝波形条的成形过程进行数值模拟,并对仿真结果进行分析,得到了与试验相吻合的结果,为成形法制备半蜂窝铝芯芯材的成形工艺及设备的设计有参考意义。     

板式翅片滚压成形过程仿真

采用一种新型滚压工艺进行板式翅片加工,简述了板式翅片的成形原理及滚压刀具的设计原则;利用DEFORM-3D软件对其成形过程进行模拟仿真,获得了理想的模拟翅片结构;分析了成形过程中工件的应力应变状态和滚压刀具在成形中的受力状况,通过加工实验验证了该方法的可行性。     

滚轮滚速对非对称轮辋成形的影响

轮辋作为车轮的关键零件,其性能直接影响到车轮的优劣。目前钢制车轮得到迅速发展,滚压工艺作为钢制车轮轮辋主要的成形工艺,在生产中得到广泛的应用。针对某型号车轮轮辋截面轮廓形状不规则和厚度不均匀等问题,基于有限元软件ABAQUS/Explicit,建立了轮辋滚压成形三维仿真模型,研究了滚轮的滚速对非对称轮辋成形的影响。仿真结果表明滚轮的滚速会影响轮辋的截面轮廓形状和厚度。当上滚滚速较高时,轮辋轮缘处减薄率过高、厚度不均匀;当上滚滚速较低时,轮辋滚压效率低;当上滚滚速为200r/min时,轮辋各部分厚度达到设计要求,轮辋成形好。实验结果与仿真规律符合较好,为滚轮滚速的合理选择提供理论依据。     

板式翅片滚压成形过程仿真

采用一种新型滚压工艺进行板式翅片加工,简述了板式翅片的成形原理及滚压刀具的设计原则;利用DEFORM-3D软件对其成形过程进行模拟仿真,获得了理想的模拟翅片结构;分析了成形过程中工件的应力应变状态和滚压刀具在成形中的受力状况,通过加工实验验证了该方法的可行性。
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解决不锈钢螺纹滚压常见缺陷

滚压成形、生产效率高、螺纹精度高,是紧固件行业外螺纹加工最主要的工艺方法。由于不锈钢紧固件产品市场需求越来越大,且材料价格昂贵,加工难度大,所以探讨和分析不锈钢螺纹滚压过程产生各种缺陷的原因,并采取相应的解决办法或避免措施,对提高产品合格率,降低生产成本具有十分重要的意义。下面就滚压过程产生的缺陷特征,形成原因和解决办法进行分析。     

基于ANSYS Workbench的典型钣金件橡皮囊成形起皱仿真分析

针对航空凸翻边钣金件橡皮囊成形的起皱问题,利用ANSYS Workbench软件对典型钣金件的橡皮囊成形进行有限元仿真分析。找出凸翻边钣金件橡皮囊成形过程中的起皱原因。采取增加侧压块的方法,设计并建立侧压块模型,基于ANSYS Workbench建立橡皮囊成形有限元模型并分别对有无侧压块的橡皮囊成形过程进行仿真模拟。综合仿真与试验的结果,验证了侧压块对起皱控制的有效性以及有限元模型的正确性,为侧压块在钣金件成形中的应用提供可行的理论指导。     

金属板材单点增量成形过程成形力的研究

针对45°圆锥台件的单点增量成形过程,分别通过理论解析、实验验证、ABAQUS/Explicit有限元仿真对成形过程中成形力的变化规律进行研究。在验证有限元模型正确的基础上,进一步得到轴向进给和走等高线这两部分的成形力,并对其大小和变化规律进行研究。结果表明,轴向进给时的轴向力明显大于走等高线时的轴向力,因此成形设备和成形工具的设计应充分考虑轴向进给时的轴向力。