挤压过程的数值模拟及凹模锥角优化

在用刚塑性有限元对挤压及变薄拉深的稳态变形阶段进行模拟的基础上，按变形力最小的原则，对挤压凹模锥角了进行了优化搜索，优化结果与实验结果吻合较好。     

三维高速轮轨瞬态滚动接触有限元模型及其应用

采用显式有限元法建立三维瞬态滚动接触模型,用于求解高速铁路的轮轨瞬态滚动接触问题。该模型考虑轮轨的真实几何形状,可引入任意接触面不平顺,并可考虑材料的非线性行为。显式有限元的条件稳定性以及由此所决定的极小时间步长使得该模型适合于时域内求解轮轨高速滚动过程中的高频动态或瞬态现象,如分析钢轨焊接接头和波浪形磨损引起的轮轨瞬态冲击响应。因数值重现三维轮对的真实滚动行为,与之相关的自旋、陀螺仪效应等因素自动包含于模型之中。进一步考虑车辆、轨道系统的相关部件,着重研究高速车辆-轨道系统在钢轨波浪形磨损处的瞬态响应及相应的瞬态滚动接触行为。结果显示波浪形磨损与其所激发的动态轮轨接触力间存在相位差,且该相位差随滚动速度增加而减小。这解释了高速线路上波浪形磨损出现后很快进入稳态的现象。     

轿车发动机连杆盖温挤压凹模成形有限元模拟分析

应用大型有限元分析软件ANSYS,对轿车发动机连杆盖温挤压凹模进行数值模拟,分析凹模的结构形式对凹模强度的影响.通过模拟分析,为连杆盖温挤压凹模的结构优化提供了充分的理论依据.     

棒材开式冷挤压过程中挤压凹模的数值模拟研究

在棒材开式冷挤压过程中,凹模内壁受力大小是影响凹模设计的一个很重要衡爨指标。文中采用有限元软件Deform-3D,对棒材开式冷挤压过程进行数值模拟,得到凹模内壁所受应力的分布规律及各个工艺参数对凹模内壁所受应力的影响规律,并获得减小凹模内壁应力的参数优选范围,从而达到优化参数的目的。     

外径不等杯-杯型复合挤压过程的数值模拟

采用刚塑性有限元法对外径不等杯－杯型复合挤压过程进行了数值模拟,并给出网格重新划分技术和处理八节点四边形等参元奇异点的方法。数值模拟结果表明：对于外径不等杯－杯型复合挤压在晚期非稳态流动阶段有压力回升现象;两端变形程度的大小对金属流出量大小起主要作用,摩擦条件的改变对金属流出量大小影响很小。变形力和金属流出长度的计算结果与实验结果相吻合。     

直齿轮径向挤压过程变形力规律的数值模拟

采用上限元法模拟圆柱直齿轮径向挤压过程的变形力分析共变形规律。经证骓,所用的计算方法及编制的计算机程序是正确可行的。该天空对生产实践具有重要的指导意义。     

多层预紧圆挤压筒的数值模拟和理论验证

大型挤压机用圆挤压筒一般都采用组合式结构以提高其强度。文中应用接触单元对组合式圆挤压筒在有无工作压力的受力情况进行了数值模拟，获得了应力以及位移的分布状部，并和由Lame公式所得的理论解进行了比较和误差分析，结果非常吻合，为多层套挤压筒设计提供了依据。     

液-固挤压Al2O3sf /LY12复合材料管材成形过程的数值模拟

针对液-固挤压复合材料管材的成形过程,采用热刚塑性准耦合有限元法进行了数值模拟,以揭示其塑性变形行为.通过自行开发的有限元模拟系统软件,利用网格重新划分技术,得到了复合材料液-固挤压变形过程中的应力场、应变场及变形力,并对有关问题进行了分析.与试验结果相比较,验证了该系统的可靠性,为保证制件成形质量和合理选择工艺参数提供了理论依据.     

铝型材挤压过程的一种数值模拟方法

通过优化几何模型,采用有限元法与有限体积法相结合,并在有限体积模拟阶段进行分步计算模拟的方法,成功地进行了一薄壁大挤压比铝型材挤压过程的数值模拟,获得了型材挤压过程中的材料流动速度、应力、应变和温度分布图,并对其结果进行讨论.     

铝型材挤压成形过程金属流动状态的数值模拟

运用基于有限元法的模拟软件MSC.Marc对一复杂空心铝合金型材挤压过程进行数值模拟,在模拟过程中采用了一种既可以避免网格畸变和重划分,又能保证分析准确性的有限元模拟方法,研究了金属在模腔内的流动规律,利用出口质点轴向流速的SDV值定量的判定截面出口速度分布的均匀程度,揭示了金属的流动速度对产品形状及尺寸的影响,并将模拟仿真结果与试模结果进行比照分析,证明该方法可以成功地预测实际挤压过程中可能出现的潜在缺陷.     

基于热力耦合数值模拟的冷挤压模具凹模预应力结构研究

冷挤压技术是一种高精,高效,优质低耗的先进生产工艺技术,在现代生产中发挥着重要的作用。随着新型润滑剂,新的模具钢,大吨位压力机的出现,冷挤压工艺批量成型静力强度较高的材料成为了可能。通过对冷挤压scm435合金钢的冷挤压工艺的热力耦合数值仿真,模拟了从热套过盈配合,放置工件,挤压成型,卸载,工件顶出,冷却回弹全成型过程。研究了成型过程中各阶段凹模预应力的变化,以及温度对预应力的影响。并在此基础上,提出了通过分段式模套施加非均匀化过盈量的理念,和具体的工艺实施方法,并对比研究了一体式模套凹模和分段式模套凹模在挤压整个过程中的预应力情况。     

服役过程中连续挤压模具表层显微组织演变与开裂

铜及其合金型材H13钢连续挤压轮模具常发生早期剥落失效。通过对挤压轮服役不同时间段后的显微组织观察发现:服役初期挤压轮槽表层的马氏体组织逐渐回火分解、硬度下降;随着服役时间的增加,挤压轮槽表层马氏体分解加剧、大量碳化物弥散析出,并在次表层萌生热疲劳显微裂纹;继续增加服役时间,挤压轮表层马氏体分解殆尽、碳化物严重粗化,显微裂纹向表面露头,并在熔融态铜的挤压作用下显微裂纹逐渐向基体内扩展,导致挤压轮槽开裂。     

充型过程中紊流流动的数值模拟

采用简化代数应力模型研究充型过程中的紊流流动,采用守恒标量法和Van Leer格式确定自由表面形貌;在计算流场和确定自由表面时,分别采用两个不同的时间步长,克服了流场计算时间步长过小的缺点;开发了基于PHOENICS软件的恒温流体充型过程三维时均速度场和自由表面演变的数值模拟算法。用这些方法针对一个用于验证的试验进行模拟计算,结果表明,其计算速度比采用单一时间步长时提高很多,而其准确性仍能满足工程实用的要求。而采用K-ε模型时,计算结果与试验结果相差较远。     

锥阀阀口气穴流场的数值模拟与试验研究

采用NNGk-ε湍流模型数值模拟了锥阀阀口的气穴流动。运用工业纤维镜与高速摄像机等组成流场可视化试验系统,多方位地观察了阀口附近的气穴现象,对其进行数字图像处理后,获得了气穴流场的分布信息,与仿真结果比较,吻合良好,表明RNGk-ε湍流模型能有效地描述锥阀等液压元件的阀口气穴流动。同时采用涡流式位移传感器、激光位移器和数字应变测量仪等构成的检测系统,研究了气穴流场诱发的阀体与阀芯振动。     

基于流函数法的铝型材挤压导流模合理设计

采用模拟试验法和理论分析法研究了导流模内型材挤压的流动机理;提出了确定导流腔最小深度的理论依据;用基于流函数的上限分析法确定了实心薄壁铝型材挤压变形的流线方程、动可容速度场、应变速率场及上限功率;讨论了变形程度等参数对导流模最小理论深度的影响,得出实心薄壁铝型材导流腔深度的理论最小值为导流腔半宽的0.7～0.8倍。理论结果得到了试验证实,为导流模合理设计提供了可靠的依据。     

EXPERIMENTAL INVESTIGATION FOR THE EFFECT OF ROTATION ON THREE-DIMENSIONAL FLOW FIELD IN FILM-COOLED TURBINE

An experimental investigation of three-dimensional flow field in a film-cooled turbine model is carried out by using particle image velocimeter (PIV) in a low-speed wind tunnel. The effects of different blowing ratios (M=1.5, 2) on the flow field are studied. The experimental results reveal the classical phenomena of the formation of kidney vortex pair and secondary flow in wake region behind the jet hole. And the changes of the kidney vortex pair and the wake at different locations away from the hole on the suction and pressure sides are also studied. Compared with the flow field in stationary cascade, there are centrifugal force and Coriolis force existing in the flow field of rotating turbine, and these forces bring the radial velocity in the jet flow. The effect of rotation on the flow field of the pressure side is more distinct than that on the suction side from the measured flow fields in Y-Z plane and radial velocity contours. The increase of blowing ratio makes the kidney vortex pair and the secondary flow in the wake region stronger and makes the range of the wake region enlarged.     

板材多点分段成形工艺的数值模拟研

利用有限元法对板材多点分段成形工艺进行了多工步成形的模拟分析,对多点分段成形过程中金属流动规律及过渡区的变形特点进行了研究,就不同重叠区面积对成形结果的影响进行了对比,并模拟了采用变形协调区的多点分段成形过程。模拟结果表明板料中心曲率值偏低以及强制变形区和过渡区交界处的曲率突变是限制多点分段成形的主要因素。有重叠区的多点分段成形可减缓强制变形区与过渡区交界处的曲率突变现象,但未完全消除剧烈的塑性变形。采用变形协调多点分段成形方法可减缓曲率变化速率,避免局部剧烈塑性变形的发生,并且得到表面质量良好、变形均匀的制品,实现利用小设备成形大型件的目的。     

NUMERICAL DESIGN OF DIE LAND FOR SHAPE EXTRUSION

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｔｈｅｅｘｔｒｕｓｉｏｎｏｆｓｈａｐｅｓｗｉｔｈｆｌａｔ ｆａｃｅｄｄｉｅｓ ,ａｓｔｈｅｂｉｇｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｓｅｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｅｘｔｒｕｄｅｄｓｈａｐｅａｎｄｔｈｅｂｉｌｌｅｔ ,ｔｈｅｓｅｒｉｏｕｓｆｒｉｃｔｉｏｎｏｎｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌ/ｔｏｏｌｉｎｔｅｒｆａｃｅ ,ｎｏｎ ｕｎｉｆｏｒｍｍｅｔａｌｆｌｏｗｉｓｐｒｅｓｅｎｔｉｎｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｚｏｎｅ .Ｔｈｉｓｍａｙｒｅｓｕｌｔｓ ,ｄｅｐｅｎｄｉｎｇｏｎｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔ…     

基于数值分析的塑料挤出模优化设计方法研究

以比例间隔法和射线法相结合的办法建立面向CAE的挤出口模的参数化模型,在对其进行三维数值分析得出流道内压力和速度分布的基础上,以口模出口处型材截面上各子区域平均流速相等为优化目标,基于有限元分析结果和参数化流道模型建立目标函数的数学模型,对模具的一些重要结构参数进行设计优化,优化结果可以直接映射到参数化模型,实现了CAE/CAD的直接集成。通过一个算例的分析,验证了该方法的正确性和有效性。     

浮子流量计流量方程的改进与试验研究

针对现有浮子流量计流量方程在理论推导过程中存在的问题,重新推导了浮子流量计流量方程,得到改进的浮子流量计流量方程。根据试验数据比较了经典浮子流量计流量方程与改进的浮子流量计流量方程的α-Re特征曲线,通过对两个浮子流量方程的比较和分析,解释了以往浮子流量计流量方程推导中存在的概念混淆问题。最后指出改进的浮子流量计流量方程与经典浮子流量计流量方程在本质上是相同的。