大型环件的径轴向轧制工艺模拟和研究

研究了大型环件的径轴向轧制工艺。利用有限元模拟试验对具体的大型环件产品进行模拟轧制,通过对不同的毛坯和不同的工艺参数的选取进行试验和分析,找出了毛坯设计及工艺参数选取与控制的基本方法和规律,揭示了大型环件径轴向轧制过程的变形规律和机理,分析了轧制过程中产生的问题和缺陷的实质,为实际的工业生产提供了依据。     

L形截面环件轧制进给速度对端面轴向宽展影响的研究

针对L形截面环件轧制过程中端面易出现缺陷等问题,应用Abaqus软件建立了三维有限元轧制模型,在进给量相同的情况下,运用Abaqus/Explicit显式算法分别采用进给速度为4、6、8、10mm/a对环件轧制过程进行了模拟。分析了小端面、台阶面、大端面的轴向宽展变形量,最后对各端面的应力、应变进行了分析。     

超大型环件径轴向轧制过程偏移机理及自适应模糊控制方法研究

超大型环件径轴向轧制过程容易产生偏移,影响环件轧制稳定性和成形质量。为研究环件偏移机理及其控制方法,分析了轴向孔型滑移区中前滑区和后滑区的分布变化规律,建立了理想情况下不产生环件偏移时锥辊旋转运动学条件,获得了滑移区的最优速度匹配系数。此外,从历史轧制数据中归纳人工控制经验后提出了基于锥辊转速自适应模糊调节的环心偏移量控制方法,基于ABAQUS软件和VUAMP子程序开发,建立了集成有环心偏移量模糊控制算法的?10 m超大型环件径轴向轧制有限元模型,研究了采用最优速度匹配系数的常规控制和自适应模糊控制下的环心偏移量变化规律。结果表明,自适应模糊控制下的平均环心偏移量相比于常规控制降低了72.4%,仿真结果和试验数据均验证了所提超大型环件轧制过程偏移自适应模糊控制方法的有效性。     

大型复杂环件缩比轧制成形的实验与模拟研究

研究了大型复杂环件形状因素和轧制速率对成形性能的影响规律。以缩比环件轧制实验和有限元数值模拟为基础，研究材料轴向转移模式及其变形机理，提出包含环件形状因素的成形性能评定方法。在此基础上，选用工业纯铅和LD10锻铝合金进行缩比环件轧制实验，得到了与数值模拟一致的结果，证实了所提出的包含环件形状因素的成形性能评定方法的可行性。同时发现，轧制速率影响环件轧制的成形性能，较大的轧制速率有利于环件轮廓填充。     

毛坯外形对盒形件拉深成形的影响

盒形件是典型非轴对称件，其拉深成形是一种包含几何非线性、材料非线性，接触非线性的强非线性问题的复杂力学过程，影响因素很多，规律难以定量表达，用ANSYS有限元软件，模拟了在同一套模具和成形条件下，不同毛坯外形的盒形件成形过程，找出了毛坯外形对盒形拉深件应力应变影响规律，并用实验验证了模拟结果的可靠性。     

大型长形零件的找正方法

机械工厂对于大型长形零件(如床身、立柱、工作台等)的传统加工方法是:首先用三个支承点将工件支起,使工件处于自由状态,再均匀地划各面加工线,加工时夹具压紧工件,按划线找正,然后粗、精加工零件各面。零件在划线和加工过程中的自然变形和扭曲都没有考虑补偿,加工后的零件当时检验合格,经过一段时间的存放,零件的变形和扭曲就都反应出来,给产品装配带来了很大困难。我们在一些引进产品生产中,学到了国外先进的大型长形零件的找正方法,使工件质量有很大提高,现将具体方法介绍如下。     

环件径轴向轧制毛坯尺寸设计方法

毛坯尺寸设计是环件径轴向轧制过程优化设计的前提和基础,合理的毛坯尺寸设计,对于成功建立环件径轴向轧制过程、通过包括毛坯在内的过程优化设计以获得精确的环件尺寸和良好性能,具有十分重要的意义.为此,提出一种基于轧比和径轴向变形量分配比的矩形截面环件径轴向轧制毛坯尺寸设计方法,给出毛坯尺寸的计算公式与确定流程,阐明该毛坯尺寸设计方法的特点及应用范围.该方法基于体积不变原理,针对同一环件的轧制,可以设计不同轧比和变形量分配比的多个环坯,为研究不同环坯下的环件径轴向轧制变形行为、工艺规律以及包括毛坯在内的工艺过程优化设计、成形成性一体化调控提供了重要的方法和基础.     

超大型环件径轴向轧制过程稳定性与圆度自适应控制方法研究

超大型环件径轴向轧制过程失稳、失圆等异常状态常导致轧环终止和产品质量波动。提出了轧环过程稳定性和圆度自适应控制方法,从历史数据中归纳人工控制经验知识,建立了基于锥辊转速模糊调节的轧制稳定性控制方法,制定了基于导向力反馈的轧制圆度控制策略。运用ABAQUS有限元软件和子程序二次开发,设计了轧环过程稳定性和圆度自适应控制子程序,建立了16 m超大型环件轧制过程控制有限元模型,仿真分析了锥辊转速模糊调节、导向力反馈以及基于限幅滤波的锥辊转速模糊调节+导向力反馈综合控制下的轧环过程偏移量和圆度误差变化规律,结果表明该方法与常规规划控制相比,环件偏移量减小了48.3%,圆度误差减小了61.8%。     

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。     

环坯温度分布状态对径轴向轧制变形遗传影响

径轴向轧制是制造大型无缝锻态组织环件的先进塑性成形工艺。径轴向轧制生产中,由于环坯锻造时不同部位的变形和传热条件不同,导致环坯温度分布不均匀,会对轧制过程环件变形和组织演变产生不同的遗传影响,而现有的研究都忽略了这一因素。为此,采用仿真模拟分析方法来研究环坯温度分布状态对径轴向轧制变形的遗传影响。基于SIMUFACT有限元分析软件平台,建立42CrMo大型环件径轴向轧制三维热-力-组织多场耦合仿真模型,并通过耦合环坯冷却模型建立6种不同环坯温度分布状态。通过模拟分析,研究6种环坯温度分布状态对轧制成形环件应变、温度及晶粒尺寸大小及分布的不同遗传影响规律。结果表明,环坯上下表面低温分布状态导致环件轴向应变、温度和晶粒尺寸均值减小,轴向应变均匀性增加、轴向温度和晶粒尺寸均匀性减小;环坯内外表面低温分布状态导致环件径向应变、温度和晶粒尺寸均值减小,径向应变均匀性增加,径向温度和晶粒尺寸均匀性减小。研究结果为径轴向轧制合理调控环坯温度分布状态从而提高成形环件质量提供科学依据。     

梯形轴承外圈冷辗扩的有限元模拟

基于阶梯形环件轧制理论,初步设计模具、毛坯和工艺参数,应用Abaqus软件建立轧制的三维模型,并利用Abaqus/Explicit显式算法对阶梯形环件轴承外圈的冷辗扩成形进行模拟分析,揭示出梯形环件轧制缺陷的成形机理和轧制过程中金属流动的特性.并在KKD160精密辗环机上进行轧制试验,验证了毛坯和模具的形状合理.     

轴承套圈冷辗加工过程有限元模拟分析

运用大型通用有限元程序 ,建立轴承套圈冷辗加工的力学模型 ,采用非线性Lagrange大变形有限元方法 ,对工件金属的弹塑性变形过程进行模拟分析。通过工件工作区的应力分布云图考察金属材料的塑性流动情况 ,分析冷辗成形的机理。观察模型加载后不同时间应力分布云图的变化 ,并对比不同尺寸的辗辊、以及大小不同的载荷对工件加工变形过程的影响。分析冷辗加工中经常出现的轴承套圈失圆等异常情况形成的原因     

环件径轴向轧制中轴向爬升机制与抑制方法研究

环件径轴向轧制过程是多运动耦合作用下的复杂动态变形过程,轧制过程中容易出现各种不稳定现象,研究针对环件在径向孔型中沿轴向向上爬升（又称爬辊）的轧制失稳现象, 首先运用力学理论,分析了环件在径轴向轧制过程中的受力状态,揭示了其爬辊现象产生的力学机制,然后提出了一种基于导向辊的形状与分布优化设计的爬辊现象抑制方法,并通过有限元模拟和实验验证了该方法的有效性。研究结果为实际生产中有效地解决爬辊现象提供了科学指导依据。     

TC4钛合金锥形环辗轧整圆曲线设计及其影响规律

TC4钛合金锥形环辗轧过程整圆阶段的芯辊进给速度曲线形式,对成形环件的几何(圆度、壁厚均匀性)、温度与应变分布等具有重要影响作用。针对同一TC4钛合金锥形环件热辗轧过程,提出"上凸形"、"下凹形"、"阶梯形"和"直线形"四种整圆芯辊进给速度曲线(整圆曲线)的设计方法;进而采用基于ABAQUS软件平台的建模仿真方法,模拟揭示四种整圆曲线对成形环件圆度、壁厚均匀性以及温度与应变场的影响规律。结果表明,"上凸形"、"直线形"、"阶梯形"、"下凹形"整圆曲线下,成形环件圆度及壁厚均匀性依次变好;成形环件平均温度依次变低,温度分布均匀性依次变好;平均等效塑性应变依次变大,等效塑性应变分布均匀性依次变差。综合考虑环件圆度、壁厚均匀性以及温度与应变情况,"下凹形"整圆曲线相对更适合于TC4钛合金锥形环辗轧过程。     

基于ABAQUS的齿圈车削数值模拟研究

齿圈为传动系统中典型高精度弱刚度,本文针对该典型零件建立了三维有限元模型。工件采用了弹塑性材料模型,而刀具采用刚性材料模型,利用商业化软件ABAQUS,对所建立的模型进行了有限元分析,得到了齿圈车削时切屑的形成过程、切削热的分布以及切削力变化规律,将部分结果与理论规律做了比较,发现他们是吻合的。