直进式拉丝机卷筒拉拔过程热力耦合数值模拟

卷筒是拉丝机主轴箱的组成部分,其内部采用窄缝式水冷结构,对拉丝机的冷却起重要作用。为分析卷筒在拉拔过程中的变形和受力,基于热力耦合有限元理论,建立了卷筒更加精确的热力耦合有限元模型,对其第一道次拉拔时的热力耦合效应进行了数值模拟,分析了温度场和热应力场对卷筒的影响,获得了热力耦合作用下卷筒的变形规律和Mises应力分布规律。利用数值模拟方法得到的结果更符合卷筒的实际工况,为卷筒的结构优化设计提供理论参考。     

正交切削区应力应变场的数值模拟

采用弹塑性变形理论及数值模拟技术,对直角切削的变形过程进行有限元分析。建立了高速切削条件下正交切削的数值模型,模拟了切削过程中切削区应力、应变场的变化过程,为深入探讨切削机理及规律提供理论依据。     

基于Nastran的拉丝机卷筒模态分析

通过三维机械设计软件UG NX构建卷筒几何模型。建立了有限元分析模型,采用Lanczos法卷筒的自由模态进行了计算,得到了其固有频率和振型,为该拉丝机的动力学分析和优化设计提供了必要的依据。     

双相钛合金拉伸时微观应力和应变的有限元模拟

利用扫描电子显微镜获取了Ti-6Al-4V双相钛合金的显微组织,然后结合图像处理、几何建模等技术建立了基于显微组织的代表性体积单元(RVE)有限元模型;利用ABAQUS有限元软件对RVE进行了拉伸时的微观应力和应变有限元模拟,并采用单轴拉伸试验进行了验证。结果表明:RVE的应力-应变曲线与试验结果吻合得很好,说明所建立的RVE有限元模型是准确的;在外加载荷作用下,微观应力和应变的分布不均匀,最大应力存在于β相中,最大塑性应变则出现在α相中,在α/β相界面区域发生应力和塑性应变的较大波动;应变局部化主要在靠近α/β相界面的α相内出现,随之形成的塑性应变失效带在α相中扩展。     

基于SYSWELD激光焊焊接应力应变场数值模拟

在ITER国际热核聚变试验堆的校正场线圈研制过程中,校正场线圈盒采用激光焊接方法进行装配,但是由于线圈盒尺寸较大、结构复杂以及坡口精度高,激光多层焊接工艺应用于线圈盒装配难度较大。为此,文中利用SYSWELD专用焊接软件进行焊接数值模拟,分析得到316LN奥氏体不锈钢焊接过程中的瞬态应力场分布云图和残余应力分布情况。表明采用有限元技术可以掌握焊接过程中应力的分布规律和变化特点,对于控制焊接变形和提高焊接质量提供理论依据。     

水箱拉丝机卷筒新型冷却结构设计研究

水箱拉丝机是金属制品行业常见的金属线材拉丝机,是广泛应用于弹簧钢丝、制绳丝、预应力钢丝、低碳钢丝、镀锌铁丝、胎圈钢丝、胶管钢丝、钨、钼、钛等合金丝、钢帘线及铜丝铝丝等金属制品的生产和预加工处理的关键设备。随着制造业不断的发展,落后的产品不断地被市场淘汰。为更好地适应市场、增强竞争力,本文设计了一套卷筒冷却结构,以提高钢丝性能以及稳定性。     

液压支架有限元应力应变的分析

为了解决液压支架在顶梁偏心加载、底座承受扭矩的工况下易发生破坏的问题,通过Ansys数值模拟软件对液压支架的顶梁、掩护梁和底座进行模拟,给出了各部件的应力及位移云图,根据模拟结果对液压支架的部件进行优化,并验证了优化的可行性,有效地提升了液压支架的刚度。     

7/450拉丝机成品卷筒的改进

我厂生产的7/450拉丝机原成品卷筒结构形式是双层的(见图1)。工作部分要求冷硬铸铁硬度达到HB300～400。该件在铸造时,卷筒下层的冷圈散热性能不好,经常是上层可以达到硬度要求而下部硬度不够,成品率相当低。在冷加工时,车削非常困难。该件铸造和冷加工工艺性均不好,直接影响了产品生产进度。     

利用单卷筒水箱拉丝机改制焊丝生产线

针对单卷筒L1—350型水箱拉丝机只限于钢丝的细丝拉拢,本文提出了在利用原设备拉丝系统的基础上,将单卷筒改为双卷筒,并配置化学镀铜槽和工字轮收线机,组成CO_2焊丝细拉——化学镀铜生产线,实现连续生产.     

利用单卷筒水箱拉丝机改制焊丝生产线

针对单卷筒Ｌ１－３５０型水箱拉丝机只限于钢丝的细丝拉拔，本文提出了在利用原设备拉丝系统的基础上，将单卷筒改为双卷筒，并配置化学镀铜槽和工离轮收线机，组成ＣＯ２焊丝细拉－－化学镀铜生产，实现连续生产。     

残余应力应变释放系数的有限元分析

通过建立16Mn残余应力盲孔法有限元分析模型,模拟出孔边应力、应变的变化情况.揭示了残余应力引起的孔边应力、应变变化情况与应变释放系数A、B值之间的关系,并用孔边应力、应变的有限元运算结果计算出A、B值.通过应变计中点应变法、应变计中点应力法和平均应变法三种方法去标定和修正应变释放系数,通过对三种方法的比较表明,三种方法的计算结果与实验结果相符.且计算精度较高.证实了残余应力有限元模拟的准确性和A、B值标定和修正方法的多样性.     

小孔法测量残余应力的应力—应变有限元分析

采用三维八节点等参元的有限元方法,计算试件表面钻一盲孔((?)1.5mm×2.0mm)后的应力—应变分布。结果表明,盲孔周围的应力分布特征与相同状态下通孔情况基本相似,只是由于盲孔底部的拘束和传力作用,使孔边的应力集中系数有所降低(约10%),孔边的应力释放量也比通孔小些。盲孔的最大应力集中系数为2.78,位于孔的中部。实验标定结果表明,当外加应力小于0.7σ_s 时,两者的应力—释放应变曲线基本相同;大于0.7σ_s 时,曲线有所分离,最大差别为30μ∈左右。     

模拟压力容器接管的高应变梯度异形试板的有限元应力分析

本文运用平面弹性有限元和平面弹塑性有限元程序,分析和计算了异形试板的弹性应力集中系数和弹塑性应力应变分布场,论证了异形试板具有压力容器接管等高应变区的特征,以及Newber公式在高应变区的适用范围。     

注聚合物泵连杆应力应变的有限元分析

利用世界先进的有限元分析软件,对注聚合物泵连杆进行了数值,已有的资料对同类问题的分析只限于二维上进行。现建立起更符合工程实际的立体模型,并对其进行分析计算,得出了连杆的应力分布图和变形图,为设计该零件提供了详实,可靠的数据。     

基于应力应变实验的有限元分析结果验证

针对焊接机器人实际工况的复杂性,采用ANSYS对焊接机器人关键部件进行有限元分析,并在此基础上设计了应力应变实验对有限元分析结果进行验证。验证结果显示,实验数值与有限元分析值存在0.47%~29.36%的误差,但曲线的变化趋势是一致的,说明有限元仿真建模在边界条件、网格划分、载荷施加等方面的设置具有合理性,结果也较为可靠。对误差产生的原因进行了分析,为后续焊接机器人结构优化奠定了基础。     

反应堆压力容器内壁环形锻件焊接残余应力三维有限元数值模拟

某新型反应堆压力容器内壁设计了环形锻件与筒体内壁焊接的环形焊接结构。该种结构形式的焊缝首次在反应堆压力容器中出现,无成熟经验可以借鉴。为了了解该种复杂结构形式及大厚度焊缝的焊接残余应力幅值及分布规律,基于ANSYS有限元分析软件,建立了反应堆压力容器内壁环形锻件多层多道焊接三维有限元模型。在此基础上,以带状移动温度热源作为焊接热源模型计算出多层多道焊接的瞬态温度场结果,采用热-力间接耦合法,得到了焊接应力场计算结果。模拟结果表明,焊缝区域环向应力从上表面到下表面分布趋势为拉应力-压应力-拉应力,呈现自平衡的分布形式。根部焊道区域的环向应力为拉应力。焊缝上轴向应力最大为300 MPa左右;焊缝上下表面径向应力较大,达到400～500 MPa左右;峰值等效应力出现在焊缝根部区域,幅值最大约700 MPa。     

九层玻璃/铝阳极焊接接头残余应力应变数值模拟

利用有限元分析软件MARC,对冷却后的九层玻璃/铝阳极焊接试件进行数值模拟分析,获得了九层阳极冷却试件内残余应力和应变分布。模拟结果表明,试件冷却后各处的冷却收缩量不同,其内部存在残余应力和应变,试件发生翘曲;过渡层内的等效应力最大,且关于铝层呈对称分布;铝层内的等效应力值达到了屈服极限,表明铝层发生了塑性变形,且铝层内的等效应变最大。     

钢丝绳股内钢丝应力—应变分布的计算模型及数值模拟

应用微分几何理论及利用ANSYS软件进行6×7IWS钢丝绳的几何建模和有限元建模,进行6×7IWS右同向捻和右交互捻两种钢丝绳模型对比,从几何结构上得出规律性结论,对两类钢丝绳确定相同的边界条件进行有限元计算。结果显示了两种捻向组合下钢丝绳股内钢丝应力分布及应力值的区别。对照几何模型的分析,得出相关性规律,同向捻制钢丝绳股内钢丝的应力变化幅度高于交互捻钢丝绳,应力变化周期同向捻高于交互捻,绳股中钢丝所处的位置不同,钢丝的应力也有很大差别,在一根钢丝中,应力分布与该丝所处的捻绕位置有很大相关性。通过试验验证分析结论,与模拟结果基本相符。     

基于有限元仿真的IGBT模块的应力应变分析

IGBT模块是变流器的主要部件,也是功率波动和热冲击的主要承受者,其可靠性直接决定了变流器的可靠性。为研究IGBT模块在老化过程中的应力应变特性,从而进一步从物理机理上分析模块老化失效情况,利用COMSOL软件进行有限元仿真,模拟了模块在损耗加热情况下的应力应变情况。分析了在键合线,键合线焊接点以及焊料层上应力应变较大的原因。总结了应力应变与模块温度、热通量、膨胀系数之间的关系,还通过人为添加空洞的方式,分析了焊料层空洞对模块状态的影响。     

环焊缝管道焊接应力应变三维有限元分析

利用ＡＤＩＮＡ非线性分析程序,考虑材料力学性能依赖于温度变化　,对低碳钢管道环焊缝接头进行三维有限元分析。通过焊缝单元“死、活”选择,模拟了焊　接热源的移动过程。结果表明：焊缝及附近的轴向残余应力在内表面为拉应力,外表面为压　应力;焊缝及附近的环向残余应力在内、外表面均为拉应力。计算值与实测值基本一致,表　明有限元法能够有效地预测管道环焊缝接头的残余应力。