四通阀多向加载成形参数影响模拟分析

采用有限元方法研究多向加载成形,对1045钢、7075铝合金两种典型材料的四通阀多向加载成形过程进行了数值模拟.研究了加载路径、成形材料、模具预热温度、凸模加载速度等因素对四通阀多向加载成形过程的影响.结果表明,调整加载路径可降低合模力并改善凸模受力不均;不合理的加载路径可导致碳钢材料四通阀锻件中出现微裂纹,在本文实验条件下加载路径对铝合金锻件中损伤的影响可忽略;对于碳钢材料的四通阀成形,可不预热模具.     

某大型航空铝合金锻件局部加载成形质量控制

以某大型铝合金航空锻件为对象,针对整体一次加载成形时载荷过大的问题,提出了局部加载成形工艺方案,利用有限元法对锻件分段局部加载成形充填和载荷、多道次之间变形量分配及各道次加载顺序进行了研究。结果表明:该铝合金大锻件采用整体加载方案时,最大成形载荷为400 MN,超过了现有设备能够提供的载荷;采用局部加载3段2道次成形时,每道次成形载荷均可控制在300 MN以内,第1道次上下模具停止距离为55 mm,且加载方式为从锻件中间往两边加载,能够获得填充完整的锻件,满足现有设备要求。     

大型铝合金航空模锻件局部加载成形工艺研究

提出了超大规格铝合金航空模锻件局部加裁成形工艺方案,利用三维有限元软件Deform-3D对锻件分段局部加载成形载荷、两道次之间变形量分配、变形均匀性进行了仿真分析.结果表明:大型锻件局部等温加载工艺可有效降低成形载荷,最大锻造压力均可控制在300MN以内,局部加载2个道次较适合超大规格航空模锻件生产;各道次成形过程锻件温度场均匀,平均等效应变值达到3.6,锻件变形充分;第1道次变形量为40％时锻件等效应力分布最均匀,上模所受侧移力最小;总变形量为55％、第一道次取40％,第2道次取15％时是该锻件等温局部加载最优变形工艺.     

模具加载方式对传动用螺旋伞齿轮闭式锻造工艺的影响

闭式锻造通常存在多个动模,而各个动模之间的加载方式是影响锻件成形质量的重要因素之一。针对螺旋伞齿轮闭式锻造工艺中,存在的模具寿命低、锻件填充不满等缺陷,在原模具结构基础上增加了1个动模,并通过有限元软件Deform-3D对螺旋伞齿轮的闭式锻造过程进行了建模仿真,研究了上、下凸模的4种加载方案对锻件成形质量及模具的影响,分别从材料的流动和填充规律、锻件的温度分布规律以及模具载荷的变化规律等方面进行了分析。结果表明：采用改进后的模具结构可以获得质量良好的锻件,消除了填充不满缺陷;同时,采用第3种加载方案,获得的锻件质量更好,模具的寿命更长。     

大型钛合金隔框等温闭式模锻成形工艺优化

大型钛合金隔框锻件外形复杂,且要求尺寸精度高、内部质量稳定,然而在锻造过程中极易出现充填不满、折迭、流线紊乱等缺陷.针对这些成形缺陷,基于DEFORM有限元软件,采用数值模拟方法研究钛合金等温闭式模锻成形过程坯料和加载方式优化对锻件成形质量的影响.研究表明:基于隔框材料流动特性优化得到的不等厚坯料,能较好地改善材料的充填性,使锻件满足尺寸精度要求.而局部加载方式可以有效地控制材料的流动,提高锻件的变形均匀性,消除由于材料流动不良造成的成形缺陷.     

氮气弹簧缸筒热反挤压凸模结构对挤压成形力的影响

氮气弹簧缸筒的常用加工方式为机加工,为了提高材料利用率和生产效率、增强成形工件的性能,设计了一种热反挤压工艺以加工氮气弹簧缸筒。使用DEFORM11.0软件进行数值模拟,分析了坯料初始温度对成形结果的影响以及凸模结构对成形载荷的影响,设计了工艺过程并加工了挤压模具。采用热反挤压工艺加工的氮气弹簧缸筒的材料利用率为80.8%,相比机加工提高了47.6%,生产效率相比机加工提高了50%,取得了显著经济效益。结果表明,随着坯料初始温度的升高,成形载荷减小;随着凸模工作带高度以及凸模斜度的增大,成形载荷增大;当坯料初始温度为1200℃且凸模工作带高度为5 mm时,最大成形载荷为1652 kN,采用热挤压模具在2000 kN液压机上能够成形出符合设计要求的工件。     

履带板挤压成形加载速度对金属流动规律影响的研究

利用有限元分析软件模拟履带板挤压成形过程中加载速度对金属流动规律的影响.通过对不同侧向挤压速度时,上凸模载荷-行程曲线图、变形均匀性-速度图,纵向挤压速度υ1=10mm/s时侧凸模载荷-行程曲线图的分析,得出了最佳挤压速度.并利用速度矢量图阐述了挤压成形时金属的流动规律.     

基于BP-GA的大锻件过渡区宏观成形性能优化

针对铝合金大型锻件局部加载成形工艺下过渡区筋部充填不满的问题,借助于BP神经网络和GA遗传算法与数值模拟技术相结合的策略对锻件的局部加载成形工艺参数进行了研究。以锻件过渡区填充性作为质量评价目标,建立了坯料温度、压力机加载速度、第1道次压下量、进给量与质量指标之间的关系模型,利用遗传算法求解得到了合理的工艺参数:坯料温度为435℃,压力机加载速度为5 mm·s-1,第1道次压下量为18 mm,进给量为1165 mm,并将得到的工艺参数进行再模拟,并应用于生产试制,生产后的锻件筋部过渡区充填完整,对比模拟结果,表明所提出的策略能有效对大型锻件局部加载成形过渡区充填问题进行控制。     

钛合金波纹管超塑成形工艺研究

首次开发利用氩气的压力胀形和轴向加载的复合超塑性工艺成形技术制造钛合金波纹管的新工艺,可加工多波U型钛合金波纹管。超塑成形采用多层模结构,用模具来控制波形。超塑成形加载过程分为胀形、合模和定型3个阶段,以使成形件的壁厚分布均匀。确定了筒坯的下料尺寸;给出了各个成形阶段胀形气压和保压时间的计算公式;通过超塑胀形实验成形了Ti-6Al-4V钛合金双波波纹管。     

筋板类锻件等温精密成形技术研究

主要研究筋板类锻件等温精密成形技术.针对典型筋板类锻件,设计了不同形式的局部加载垫板进行局部加载,通过局部加载技术控制腹板处多余金属的流动方向和距离,避免产生折迭、充不满等缺陷,并且利用等温变形条件改善金属充填质量和降低模压力.实验结果表明局部加载等温成形技术可以有效地控制金属的变形流动,提高筋板类锻件的成形质量.     

钛合金膜板类锻件热模锻造成形技术研究

针对典型的钛合金膜板类锻件(外径为φ60 mm),设计了锻造成形模具及局部加载模具并进行了局部加载锻造工艺改进试验.通过局部加载方法控制坯料金属的流动方向和距离,避免产生折迭、充不满等缺陷.结果表明,局部加载成形技术可以有效地控制金属的变形流动,膜板类锻件的成形质量和材料利用率明显提高,锻件性能满足设计要求.     

专利

专利名称：一种重型卡车前轴压弯模具 专利申请号：CN201110001849．7 公开号：CN102172716A 申请日：2011．01．06 公开日：2011．09．07 申请人：重庆大学;重庆杰信模具股份有限公司 本发明公开了一种重型卡车前轴压弯模具,包括对应的下模和上模。下模上表面为上凸的合模面,上模下表面对应为上凹的合模面,下模和上模中部对应工件工字梁部位上下侧面的凸起设置有匹配的定位型槽,下模上对应工件弹簧板处设置有弹簧板型槽。其特征在于,下模的弹簧板型槽外周固定设置有阻力墙,上模上对应于工件弹簧板处设置有向下的凸台,上模下模合模后凸台恰好位于阻力墙内并对工件弹簧板部形成挤压。本发明可以达到提高锻件成形精度和提高材料利用率的目的。     

多向挤压模具及三通件的成形流动分析

利用有限元分析软件MscMarc来模拟三通阀体零件多向主动加载成形过程。通过对多向同步加载、多向分步加载、多向顺序加载等3种不同成形方式的金属流线,以及加载过程中挤压力曲线的比较,得出了多向分步加载时挤压力曲线平滑,对模具损伤较小,而且不会出现金属折叠,为最佳的加载工艺方案。详细论述了多向分步加载时金属的流动规律,即首先向右方向的凸模1与凹模间的间隙流入,随后才向凸模2与凹模间半圆柱形凸起的空腔流入。     

基于计算机模拟的安全阀阀体多向模锻精密成形工艺北大核心CSCD

以安全阀阀体为研究对象,根据其结构特征,提出了多向模锻精密成形工艺方案。通过数值模拟技术,分析了安全阀阀体的成形过程,研究了不同凸模结构对安全阀阀体成形的影响。结果发现,采用复合凸模结构时材料流动更合理,而采用单一凸模结构容易出现材料折叠缺陷。而后,基于复合凸模结构,研究了左右复合凸模的不同加载速度比对多向模锻精密成形过程的影响,并从安全阀阀体锻后的等效应变分布、温度分布、各凸模最大受力情况以及最小合模力等方面进行了对比分析。结果表明:当左右复合凸模的加载速度比为1.76∶1时,安全阀阀体锻后的等效应变及温度分布更为均匀,安全阀阀体成形效果更好,同时各凸模最大受力及最小合模力也更小,更益于延长模具的使用寿命。     

铝合金不等高盒形件充液成形过程预胀形效应(英文)

利用数值模拟和实验方法研究预胀形对不等高平底异形盒形件充液成形过程的影响,探讨预胀高度和预胀压力对成形结果的影响规律,优化压力加载路径。结果表明:预胀形对成形结果影响较大。过高的预胀高度会导致不等高盒形件最低拐角区凸模圆角处的裂纹和折痕,过低的预胀高度会导致最高拐角区凸模圆角处的破裂。当预胀高度在合理范围时,预胀压力对筒壁最高拐角区凸模圆角处的破裂影响较小。但是,过大的预胀压力会导致筒壁最低拐角区凸模圆角附近产生裂纹及褶皱。合理预胀高度和预胀压力可有效控制失效形式的发生。     

钛合金筋板件等温局部加载模具应力分析

等温局部加载成形技术为航空航天复杂筋板类大型整体构件的成形提供了一种新的途径,但由于构件尺寸大,其成形温度高、时间长、载荷大等工艺特点,对模具提出了更高的要求。文章针对TA15钛合金典型环形高筋薄腹特征结构件等温局部加载成形,分析了等温局部加载模具的结构特点和可能的失效形式,并在此基础上采用DEFORM 3D有限元软件,对成形时模具应力进行了研究,获得了模具载荷和应力分布规律,并进一步分析了模具凹圆角半径和锻件筋条宽度对模具应力的影响。结果表明,等温局部加载成形模具的失效形式,主要为应力集中引起的脆性断裂;加载分区边界附近模具应力较小,离分区边界越远模具应力越大,且应力峰值出现在宽度较小的环形筋型腔凹角处;模具型腔各部分材料填充能力的不一致,是导致模具应力不均匀、局部出现应力集中的主要原因;增大模具凹圆角半径,模具应力降低程度较小,而通过合理的锻件几何尺寸设计,可以改善模具型腔的充填性,能更有效地降低模具应力的不均匀性和应力峰值。文章的研究结果可为等温局部加载成形模具的设计提供参考。     

内压加载路径对汽车前梁内高压成形质量的影响

为了探索工艺参数对内高压成形工艺的影响,对异型截面的汽车前梁内高压成形过程进行了实验研究,材料选用3A21铝合金,采用了两类内压加载路径,对成形外观及壁厚分布进行了比较和分析。实验结果表明,低压合模高压整形的双线性加载较单线性加载路径在成形外观、壁厚分布以及防止缺陷方面优越很多。圆弧过渡区是异型截面零件最大减薄处,双线性加载情况下减薄率达到12％,是容易发生破裂缺陷的区域。     

聚合物薄膜微流控芯片拉伸成形规律研究

为研究聚合物材料在拉伸过程中的成形规律,促进聚合物材料在微流控芯片中的使用,以聚丙烯微流控芯片为研究对象,利用设计加工好的拉伸成形模具,在聚丙烯薄膜上成形出微结构,将成形件剖开放在工具显微镜下观察成形情况,参照金属材料拉伸过程将微结构处划分为凸缘区、凹模圆角区、筒壁区、凸模圆角区和筒底区5个区域,分区域观察聚合物材料的流动情况。实验结果表明,聚丙烯材料拉伸成形过程中,凸缘区不参与变形,筒底区和筒壁区参与变形,筒壁区变形程度比筒底区大,材料厚度变化程度大。     

加载条件对铝板电磁局部成形的影响

基于电磁成形冲击载荷大、成形效率高的特点,提出了将电磁成形局部加载方式应用于整体壁板的新思路。以2024铝板为研究对象,通过工艺实验和有限元模拟分析,研究了加载路径和加载间距对成形效果的影响。结果表明,加载路径和加载间距对板料变形程度的影响较大,从中间向两边的加载路径可得到最大的弯曲挠度为3.204mm,是从左到右加载路经的1.3倍;随着加载间距的增大,板料的塑性流动更为充分,弯曲挠度明显提高,有限元模拟结果与实验结果一致。     

金属板材多道次渐进成形的模拟分析

针对半锥角为30°的圆锥凸台件,借助Abaqus有限元软件分析了多道次和单道次渐进成形过程。得到了各道次成形后的厚度分布云图和等效应变图,并对其进行了回弹分析。结果表明,多道次成形比单道次成形质量更好,板材厚度分布更均匀;多道次可以增大板材塑性变形极限,延迟裂纹产生,并且多道次成形后的回弹量明显小于单道次成形。