锻造预成形工艺三维塑性有限元模拟

综述了目前锻造成形工艺数值模拟的发展现状，对三维锻造过程数值模拟技术的软件系统实现提高了可靠的处理方法，并建立了通用三维刚塑性／刚粘塑性有限元数值模拟系统。对圆饼类锻件的镦粗预成形工艺进行了过程模拟，首次模拟了连杆滚挤预成形工艺，分析了摩擦条件对成形过程的影响，对于模拟整个多工位锻造过程，实现合理的预成形工艺和模具设计具有重要意义。     

Ti-1023合金热变形温度场模拟

以Ti-1023合金热镦粗变形工艺为对象,建立了锻造成形过程中的三维刚塑性有限元模型,在对温度场复杂边界条件做合理简化的基础上,通过合理设计单元类型,运用有限元软件分析了Ti-1023合金在锻造过程中的温度分布情况,得到了反映温度场变化的分布图.其结果对制定Ti-1023合金合理的模锻成形工艺,获得组织和性能良好的产品具有重要意义.     

基于有限元模拟的锥模局部镦粗工艺研究

以数值仿真技术为依托，建立了基于刚粘塑性有限元法的局部镦粗冷成形工艺有限元模拟模型。利用塑性成形仿真软件Deform-3D对锥模局部镦粗工艺进行模拟，分析了该工艺中锥模的角度对杆件局部镦粗成形过程的影响。建立了基于数值模拟结果的锥模角度与坯料高径比的成形规律曲线，为锥模局部镦粗角度的选择提供了理论依据，也为其他局部镦粗工艺参数的选择提供了参考。同时运用本规律曲线指导高径比为6的杆件局部镦粗工艺，得到了良好的结果。     

金属体积成形过程中温度场的分析

以耦合的方式来处理体积成形过程中塑性变形和温度场之间的相互影响和相互作用 ,开发了一套能进行热力耦合分析的刚塑性 /刚粘塑性有限元模拟软件HFORGE2D ,并利用该软件对镦粗过程和模锻过程进行了数值模拟 ,揭示了成形过程中塑性变形和温度场之间的内在联系     

轿车差速器齿轮精密成形的有限元数值模拟

对轿车差速器锥齿轮的冷摆辗成形过程进行三维刚塑性有限元模拟和实验研究，利用三维有限元软件-DEFORM模拟其成形过程中的金属流动充填规律和变形力学特征，揭示了其精密成形过程的变形机理。数值模拟结果与实验结果基本吻合。     

圆柱体平板间镦粗的热力分析

金属塑性成形是一种典型的热力耦合过程 ,本文在推导塑性成形过程中温度场控制方程的基础上 ,探讨了成形过程中的势力耦合效应。运用有限元方法 ,对弹塑性圆柱体平板间镦粗过程中温度场和等效应变场的变化规律进行了数值模拟 ,讨论了成形速度和坯料初始温度对成形过程的影响。     

镦挤拔模斜度对成形的影响规律研究

由于坯料在镦挤变形过程中要经过镦粗和挤压变形，给模具参数的选择带来一定的难度。凹模的拔模斜度是影响成形工艺的一个重要参数，关于拔模斜度大小的选取，目前尚无准确的公式、曲线或表格。论文以数值仿真技术为依托，建立了基于刚粘塑性有限元法的镦挤热成形工艺有限元模拟模型，利用塑性成形仿真软件DEFORM-3D对镦挤工艺进行模拟仿真，分析讨论了不同拔模斜度对镦挤热成形过程的影响以及成形过程中可能产生的缺陷，建立了基于数值模拟仿真模拟结果的最佳拔模斜度成形规律曲线，为指导镦挤工艺设计中凹模拔模斜度的选择提供了理论依据，也为其它挤压凹模斜度的选择提供了参考。     

Inconel751合金气门热镦粗的数值模拟与优化设计

根据Inconel751合金气门热镦粗成形出现的问题，利用deform-2d有限元软件对Inconel751合金气门．热镦粗过程中的温度场、等效应力场和金属流动方向进行了模拟。分析了变形程度对Inconel751合金组织的影响．模拟试验结果表明：通过改进工艺，优化工艺参数，可以有效消除镦粗中出现的质量缺陷。     

轻卡转向节锻造成形有限元分析

提出了卡车转向节卧式锻造一火成形新工艺。基于刚粘塑性有限元理论,对转向节的一火锻造成形的各个工序建立了三维热力耦合有限元模型。利用大型有限元分析软件对各工序成形过程进行数值模拟,优化得出制坯的合理形状及尺寸,预、终锻过程中金属在型腔的流动过程及充填情况和等效应变及载荷—行程曲线分布,物理实验与模拟结果基本吻合,该工艺已用于实际锻件生产。     

核电管板镦粗成形中偏析缺陷的数值模拟

区域偏析是一种常见的冶金缺陷,它会导致锻造缺陷。以某公司生产的超大型核电管板为研究对象,综合利用matlab、Deform和Hypermesh软件对核电管板镦粗成形中偏析缺陷进行了数值模拟,从金属塑性成形力学的角度对偏析缺陷进行了定性分析。结果表明:锥板镦粗开始阶段是锻造裂纹产生和扩展的危险阶段。最后提出了预防和减小偏析缺陷的措施。     

基于晶体缺陷机理的6061铝合金镦粗成形工艺分析

基于晶体缺陷机理,并利用计算机有限元仿真软件进行6061铝合金冷、热镦粗成形模拟对比试验。在工具运动速度及材料平均变形速度均保持不变的条件下,将6061铝合金分别置于室温20℃与加热温度350℃状态下进行自由镦粗成形,热变形时锻件高径尺寸满足要求而冷变形时尺寸达不到规格。试验结果分析表明了晶体缺陷机理对铝合金塑性变形的多方面影响,并肯定了热镦粗工艺比冷镦粗工艺更适用于铝合金模锻前制坯的方法,因为热成形有利于减少金属内部的晶体缺陷运动阻碍。     

汽车发电机爪极闭式一火两锻成形工艺研究

在对汽车发电机爪极零件结构分析的基础上,提出了基于结构拆分的爪极闭式一火两锻成形工艺和对应的模具,该工艺先径向墩挤成形出爪极基座部分,然后再反挤出爪齿和中间凸台.利用Deform- 3D建立了工艺过程的热力耦合有限元分析模型,并得到了成形过程中坯料形状变化、材料流动和成形载荷等情况.结果表明:该工艺能够获得齿形充填完好...     

汽车发电机爪极闭式热锻一步成形工艺研究

为了得到少无切削的爪极锻件,在对爪极零件传统成形工艺和零件结构分析的基础上,提出了爪极闭式热锻一步成形工艺及对应的模具.建立了关于该成形工艺的三维热力耦合有限元分析模型,并通过Deform-3D对其进行了热模拟,得到了变形过程的坯料变形、材料流动情况和载荷行程曲线,结果证明了爪极闭式热锻一步成形的可行性.     

数值模拟技术在火车轮热成形工艺设计中的应用

通过采用体积成形有限元模拟软件DEFORM-3D对火车轮热成形的镦粗、预成形、压弯工艺进行有限元数值模拟与分析,阐述了DEFORM-3D数值模拟技术在火车轮热成形工艺设计中对确定最佳镦粗高度、轮坯轧制变形量、选用合理镦粗模具、预测压弯成形变形最大部位、分析车轮缺陷与坯料缺陷之间的关系等方面的有效应用.这对车轮热成形工艺的合理设计、提升车轮成形质量控制水平、提高生产效率、减低生产成本都具有重要的意义.     

金属塑性加工的物理模拟

物理模拟是进行体积成形工艺研究和生产设计的重要工具方法 ,这种方法简捷、直观 ,还可以预测材料流动情况、填充情况和工艺缺陷形成过程。本文介绍了利用北欧新型模拟材料“菲蜡” ( Filia)进行体积成形物理模拟实验的方法、原理、设备装置、模具和模拟材料的特性。对圆柱坯料的自由镦粗、正挤、反挤、管件变薄挤压、平板坯料平面应变镦粗进行了物理模拟 ,分析讨论了物理模拟实验结果 ,并与上限模拟软件的结果进行了对比。     

高速列车用A286高温合金六角头螺栓头部热镦成形参数优化

为提高六角头螺栓头部热镦成形工序的合格率,选取影响成形质量较大的加热温度、热镦速度、摩擦系数3个因素设计了正交试验,并利用有限元分析软件Deform-3D建立了热镦过程的热力耦合数值模型,用数值模拟的方法对热镦后坯料的等效应力、等效应变、损伤值和成形载荷这4个目标参数进行多目标优化分析,优化设计了A286高温合金六角头螺栓头部热镦成形的工艺参数。数值模拟结果表明:与厂家原有方案相比,当工艺参数优化为加热温度为1050℃、热镦速度为60 mm·s-1、摩擦系数为0.3时,各目标参数均有所改善,可大大提高工件的合格率及生产效率。采用经优化的热镦工艺参数组合进行生产试验,结果显示:螺栓头部成形效果好,满足该工序质量要求。本研究为实际生产提供了理论依据。     

金属成形过程再结晶与晶体长大演化数值模拟

在金属成形过程中考虑再结晶和晶粒长大,构造热力——组织耦合的有限元程序并嵌入到商业化软件Deform中。模拟了自由镦粗中再结晶和晶粒长大演化过程并分析润滑情况对锻件晶粒度的影响。结果显示,良好的润滑可以改善锻件的变形均匀情况,获得精细均匀的晶粒度。     

基于Deform 3D的长杆类汽车转向节锻模设计及锻造工艺生产验证

针对SG转向节形状复杂、锻件截面变化较大的结构特点和实际锻造生产中出现的塌角、缺料、折叠等锻造缺陷,通过Deform 3D有限元软件建立SG转向节的有限元模型,构建弯曲模具、预锻模具和终锻模具,并分析预锻件和终锻件的金属流动过程.对SG转向节的弯曲、预锻和终锻3道工序进行现场生产试验,验证了模具设计、工艺方案的正确性和...     

Finite element method approach to forging process design

Forging processes in the past have primarily been developed based on empirical relationships or trial and error. The finite element approach to forging process development and design has been found to be practically feasible and economical. The rigid-viscoplastic finite element method (FEM) code “ALPID” developed by Battelle Columbus Laboratories, has been successfully utilized to simulate metal forming processes. In the following paper, the application of finite element simulation to study deformation mechanics in the forging of gear blanks and axle shafts is discussed. An underfill problem on the gear blank was overcome and tool life was improved on the axle shaft hot heading process.