板坯磁脉冲成形系统几何参数对终态变形影响的有限元分析

讨论径向电磁力并建立其计算公式;通过铝板毛坯胀形过程的有限元模拟,分析了磁脉冲成形系统几何参数对终态变形的影响。分析结果表明,忽略径向电磁力是导致模拟变形场滞后于实际变形场的主要原因;采用高度大于宽度的矩形截面线圈可提高成形效率。     

螺线管线圈内径对铝合金管件电磁胀形的影响

运用ANSYS中的3D Maxwell与Transient structural进行耦合计算,对电磁胀形过程中铝合金管件受到的电磁力、等效应力以及径向变形量进行了有限元模拟,研究了成形螺线管线圈与铝合金管件在相对高度不同的情况下,随着螺线管线圈内径的改变,铝合金管件受到的电磁力的大小与产生变形量的变化情况.通过ANSY...     

电磁成形数值模拟中的结构场分析研究进展

电磁成形(Electromagnetic Forming,EMF)是一种利用电磁力使金属工件成形的新工艺,也是一种非接触的高能率成形技术。数值模拟技术经常被用于电磁成形的研究过程中,其中结构场数值模拟是模拟电磁成形过程的基础。介绍了电磁成形数值仿真技术的发展和电磁成形结构场的数值模拟分析流程,根据最常见的圆管件电磁缩径和圆管件电磁胀形工艺的仿真研究成果,分析了结构场数值模拟过程中的本构关系、与实际变形吻合情况及仿真方法等内容,总结了其中的不足之处并为今后的研究指出了方向。     

管坯电磁成形电磁力解析

电磁力计算是分析电磁成形过程的基础,通过解析推导建立管坯电磁成形电磁力的计算公式,分析各参数与电磁力幅值的对应关系,阐述轴向电磁力对成形性能和终态变形的影响。     

电磁冲击加载平板线圈的有限元分析

电磁冲击加载中,成形线圈是电能转化为磁场能的载体,使毛坯产生塑性变形的关键部件。介绍了平板线圈电磁驱动基本原理,通过ANSYS多物理场模拟平板线圈的简化模型,系统研究了线圈几何参数对轴向电磁力的影响;探讨了线圈驱动下驱动片上所受轴向电磁力分布规律及线圈参数对成形设备能量利用率的影响。仿真结果显示:随线圈匝数增加电磁力呈指数增加,随匝间距的增加呈指数减少,随起点距呈近似指数减小;轴向电磁力在线圈距中心轴2/3区域达到最大值;减小电感值有利于提高成形效率。     

基于径向分流和浮动凹模耦合法圆柱直齿轮冷锻成形数值模拟研究

利用径向分流和浮动凹模耦合工艺对大模数圆柱直齿轮冷锻成形过程进行数值模拟分析,得到了该齿轮在变形过程中金属的流动规律和变形机理。模拟结果显示采用此工艺成形圆柱直齿轮既可以成形出完整的齿形,又能够显著降低成形力。对生产实践具有指导意义。     

三辊非对称滚弯成形的数值仿真及试验验证

基于有限元法对三辊非对称滚弯成形工艺进行了研究,对比分析了三辊非对称滚弯成形和三辊对称滚弯成形过程中,变形区应力场、板材上表面的塑形应变场及卷制力的变化规律。仿真结果表明：侧辊位移进给量相同的工况下,三辊非对称滚弯成形的卷制力大于三辊对称滚弯成形的卷制力;三辊非对称滚弯变形区的纵向应力和径向应力均大于三辊对称滚弯成形的纵向应力和径向应力;三辊非对称滚弯成形板材压弯段的成形质量高于三辊对称滚弯成形的成形质量。最后,经三辊非对称滚弯试验验证,有限元模型的成形误差为6.8%,有较高的精度。     

径向分块双压边圈轴对称拉深成形工艺研究

为提高板材拉深成形的成形极限并获得更好的压边效果,提出了轴对称拉深成形工艺的径向分块压边方法。采用理论分析、有限元模拟以及实验研究的方法,对圆筒形零件分别在双压边圈和整体压边圈作用下的拉深成形过程进行了分析研究。研究结果表明,与传统压边方法相比,采用径向分块压边方法可以对径向不同变形质点分别压边,有效提高拉深成形极限,并获得更好的压边效果。     

利用电磁力进行高精度加工的方法

<正> 这一设计是有关利用电磁力对管材等被加工毛坯材料进行加工的方法。右图所示为这一设计应用实例中的电磁成形装置纵断面图。将被加工毛坯材料放置在成形用模与产生电磁力的线圈之间,线圈通电以后(原文为“通过线圈放电”,拟误。译注),由该电磁力对被加工材料在成形金属模中进行表面的挤压加工。这种材料加工方法的特点是:由于磁通集中器的形状或位置是对应于被加工坯料的变形而选择的,因此,是以不使被加工坯料产生不必要变形的既定电磁力的作用进行加工,且这种加工具有多次重复操作的工序。如果按照本设计方法,磁通集中器的形状或位置,将对应于被加工毛坯材料的变形     

冷拉伸滚压塑性成形轧制力计算

应用ls-dyna对冷拉伸滚压成形过程进行数值模拟,得到冷拉伸滚压成形的变形力可分为径向进给力、切向滚压力和轴向拉伸力。研究表明,合理控制、匹配三者的大小有利于拉伸滚压成形,获得最佳的成形效果。分析、研究冷拉伸滚压成形的变形力能更好地掌握工件的变形情况,为合理设计工艺参数提供参考,为装备的动力选型提供依据。     

轴对称拉深成形中法兰变形区的解析方法

轴对称拉深成形中法兰变形区的应力、应变分析是研究板材拉深成形中失稳起皱和成形极限的基础。以轴对称拉深法兰变形区为研究对象,分别建立法兰变形区应力、应变两种解析方法,即以主应力法为基础的主应力解,以广义胡克定律和变形协调方程为基础的广义胡克定律解。分别通过试验和数值模拟对两种解析方法的计算结果进行比较,结果表明:主应力解在求解过程中忽略了法兰厚度的变化,使得径向应变的计算值较试验和模拟值偏差较大;采用以切向应变表示的平均硬化模型,使得切向应力的计算结果偏差较大,径向应力的计算结果与模拟相差不大,可以满足工程中对拉深成形力的估算。广义胡克定律解以广义胡克定律和变形协调方程为基础,避免了主应力解的缺陷,应力、应变的理论计算值与试验值、模拟值基本吻合,且相对偏差不大于5%,是一种相对精确的理论分析方法。     

电磁驱动薄壁铝合金柱壳的动态膨胀变形特征

采用ANSYS多物理耦合场有限元模拟分析了电磁线圈驱动不同轴向高度铝合金柱壳动态膨胀变形过程的磁压力分布及变形特征,并与试验结果进行对比.结果表明:有限元模型能较准确地模拟电磁线圈驱动柱壳膨胀的径向磁压力分布和变形情况;柱壳高度为20 mm时,端部的径向磁压力大于中部的,发生外凹形不均匀膨胀;柱壳高度为30,40 mm...     

永磁同步电机定子振动特性分析

为了研究永磁同步电机电磁力导致电机振动与噪声问题,采用有限元法对电机气隙磁密进行分析,得到电机在空载运行时的气隙磁场和径向电磁力;接着对永磁同步电机定子系统进行模态分析,获得电机定子系统结构固有频率,分析了径向电磁力对电机模态振动影响;同时采用模态试验,并将有限元仿真数据与模态试验数据进行对比,验证了有限元模态分析的可靠性。结果表明:该永磁电机定子径向电磁力波频率与定子结构模态频率相差较大,不会因电机径向电磁力产生共振.,相关研究工作为永磁电机设计与优化提供参考。     

大口径弯头挤压弯曲成形数值模拟分析

对挤压弯曲成形大口径弯头的变形过程进行了有限元模拟分析.对压扁工序和弯头成形工序分别进行建模和模拟,并对模拟结果进行了应力、应变分析和成形过程载荷分析.对影响弯头成形的关键区域--内弧和外弧区域进行了速度场分析.将模拟成形后的弯头与工厂实际生产的弯头相对比,成形情况良好.     

多道次双点渐进成形数值模拟与实验研究

针对多道次双点渐进成形中材料变形规律问题,建立了典型圆锥台件双点渐进成形有限元模型,采用螺旋轨迹对其多道次成形规律进行了数值模拟,对模拟结果中节点坐标和位移、单元应变和壁厚数据进行了提取,分析了成形过程中节点流动、单元应变及壁厚分布规律,并通过在实验板料表面印制圆形网格和制作标记点进行了多道次双点渐进成形实验,对成形零件网格变化、标记点径向移动和零件壁厚进行了测量分析,验证了模拟结果的正确性。研究结果表明,多道次双点渐进成形中材料产生明显的径向流动,且随着成形道次增多而增大,同时,成形道次越多零件壁厚均匀性越好;另外,采用变间隔角度设计方法,可改善多道次双点渐进成形零件壁厚分布均匀性,且随着成形道次增多作用越明显。     

外加高频磁场下电弧快速成形过程的电磁-流体耦合数值模拟

外加电磁作用是改善电弧快速成形零件组织和性能的有效方式之一。为了揭示高频磁场对熔池传热、对流和形态的影响机理,采用有限元电磁计算和有限体积流体分析耦合的方法,建立电磁场、熔池温度场和流体流动场分析的三维模型,分析工件和熔池中高频电磁力/热的分布特征,研究高频电磁力与表面张力、电弧力以及熔滴冲击共同作用下的熔池表面动态变形,对比分析有/无外加高频磁场情况下熔池温度分布和流体流动模式上的差异,并由此预测外加高频磁场对凝固组织和熔池形态的改变。结果表明,高频电磁力驱动熔池流体在垂直焊接方向的平面内形成单漩涡旋转对流,有利于熔断枝晶细化晶粒,熔池表面形状向远离线圈一侧倾斜,熔宽增大。金相和焊道横截面测试证实了上述模拟结果。     

基于松散耦合法的电磁平板成形3D有限元仿真

数值模拟提供一种手段去分析电磁成形中的多物理场耦合过程,但是目前的电磁成形模拟大多局限于2D模型或者将复杂的多物理场耦合数值模型简化为单独的多个物理场分别进行求解。为提供一种能够适用于复杂3D模型的多场耦合模拟方法,采用松散耦合法对平板电磁自由胀形过程进行3D有限元模拟分析。对工件网格采用拉格朗日算法,空气网格采用任意拉格朗日欧拉算法。从而使空气3D网格能够与板料变形随动而不产生畸变,实现磁场—结构场的迭代耦合分析。动态而无畸变的六面体网格能够在磁场分析模块与塑性成形模块间准确传递数据,既提高了运算速度又可获得精确计算结果。与实际数据比较证明,模拟的板料变形规律与试验结果一致。     

三角皮带轮单辊轮辊轧成形机理的研究

研究实心钢制三角皮带轮的辊轧成形工艺,进行了单轧辊连续进给的辊轧成形实验,并运用DEFORM软件对辊轧成形过程进行数值模拟。研究表明,成形过程中工件的内径将会增大,其原因是变形区的金属产生了切向流动所致;在稳定变形时,切向流动小,对工件内径影响小,而随着变形过程,金属的径向和轴向流动阻力加大,切向流动增强,导致工件内径产生显著变化,甚至造成工件失稳;因此,解决金属的切向流动时皮带轮辊轧成形工艺的关键。     

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。     

基于ANSYS的径向磁力轴承电磁场分析

介绍了应用ANSYS有限元分析程序,对径向磁力轴承电磁场进行仿真与计算的过程,得出了径向磁力轴承磁力线、磁感应强度、电磁力等在整个计算场域中的分布,并据此分析得到径向磁力轴承电磁场的几个特点,为径向磁力轴承的结构优化和控制系统的设计提供了依据。