基于有限元模拟的7050超硬铝合金筋板锻件流线缺陷分析

由于7050铝合金筋板锻件对成形工艺的精确性要求较高,在成形过程中极易产生流线缺陷。为了揭示筋板锻件穿流、涡流等流线缺陷的形成规律,以工字形截面锻件为例,采用有限元模拟锻件的工字形截面成形过程。通过对成形过程速度场的研究,发现筋板根部容易产生穿筋裂纹,筋板顶部容易产生涡流。与矮筋型毛坯相比,采用高筋型毛坯利于提高金属充填模腔时变形流动的均匀性,能从根本上解决工字形截面锻件产生穿流缺陷。     

有限元模拟技术在改变锻件流线方面的应用

锻压成形的数值模拟及有限元技术近几年在国外得到了普遍的应用,国内锻造领域也尝试应用该技术指导生产开发和优化设计.从影响锻件性能的因素着手,利用Qform锻造模拟软件,对锻模的设计提出了优化,从而改变了锻件的流线,改善了锻件的性能,大大缩减了模具设计的周期,减少了试验次数,降低了试验经费.     

基于DEFORM的某锻件数值模拟及毛坯优化

针对某锻件存在的问题,运用DEFORM软件对其二次模锻过程进行模拟.通过应力、应变及变形分析,提出了始锻毛坯的优化设计方案.这能为首次模锻的模具及成形工艺设计提供参考.     

半球截面轴承套锻件辗轧成形工艺的优化与模拟

本文提出圆柱形芯辊预扩孔+半球截面芯辊辗扩一次成形工艺,并采用DEFORM-3D有限元软件对该工艺进行模拟。结果表明:锻件在辗轧过程中载荷平稳,变形均匀。生产实践证明,采用该工艺可有效提高产品的质量及合格率。     

预制坯对航空类铝合金H型锻件截面组织流线的影响

针对航空类铝合金H型锻件成形过程出现的穿流、变形不均匀等缺陷,以Deform软件为平台,研究不同筋部高宽比预制坯对铝合金H型锻件成形过程中金属流线及晶粒尺寸的影响。研究结果表明,预制坯高宽比越小,锻件出现穿流缺陷越严重;预制坯高宽比越大,锻件出现穿流的几率越小,但锻件截面晶粒尺寸分布越不均匀。     

轴类锻件热处理过程数值模拟及实验验证

本文利用热处理数值模拟软件Deform-3D对42Cr Mo+Ni轴类锻件的淬火过程进行了数值模拟,模拟了其温度场、组织转变、应力场的变化,并进行了实验验证,模拟结果与实验结果基本吻合。结果表明:淬火过程中,温度从表面到心部逐渐降低,表面温度下降得最快,心部下降得最慢,最后都降至室温;水冷的温差高于油冷;表面最先开始马氏体转变,心部最晚开始马氏体转变;从表面到心部马氏体含量逐渐减少,贝氏体含量逐渐增多;油冷冷却速度比水冷慢,形成马氏体的时间比水冷慢;在热应力和组织应力的共同作用下,无论水淬还是油淬,淬火初期表面为拉应力,中期为压应力,末期又变为拉应力,最后趋于平缓;心部应力的变化趋势与表面完全相反。从边缘位置到中心的硬度逐渐降低且在同一位置水淬的硬度要高于油淬的。     

ASTMD1765低合金钢压力铸造的计算机模拟分析及试验验证

分析了ASTMD1765低合金钢压力铸造工艺方案,建立了低合金钢铸件结构、热、流体分析的耦合理论模型。根据工艺方案及理论模型,建立了低合金钢铸造组合模具三维模型及有限元分析模型。通过模拟分析得到其铸造过程中流动速度、缩孔率、缩孔区域和铸件底端中心点温度等,通过试验对铸件的缩孔区域进行了验证。结果表明,由于凝固分数及凝固时间不同,铸造过程流动速度、铸件底端中心点温度分布也不同。为了获得性能优良的低合金钢铸件,可通过修改模具结构、设置合理的铸造参数等方法获得合理的流动速度和温度,从而减小铸件缩孔率。     

长轴类大变截面复杂锻件精确成形缺陷控制

针对长轴类大变截面复杂锻件精确成形过程中存在充不满和模具寿命低的问题,采用数值模拟技术与生产试制结合的方法,研究了某微车四拐曲轴精确成形过程中上述两种缺陷形成的原因,提出了一种通过设计适合的预锻模来控制成形过程中金属流动状态、避免充不满和减少锻模磨损的方法。在该预锻模中,采用阻力墙形式构造飞边槽,采用凸形连皮结构连接多个大变截面。通过优化预锻模具的结构参数改善金属在模膛内的充模状态,实现长轴类大变截面复杂锻件精确成形过程中的缺陷控制。结果表明,在预锻模具中距模具型腔的位置为10mm设置斜度为10°,间隙1～2.5mm的阻力墙并采用中间厚度为18mm的凸形连皮连接各个变截面,可以将四拐曲轴终锻模具的寿命由原来的每套4500件提高到每套7800件,将材料利用率由原来的66.2%提高到88.3%。     

镁合金机匣盖铸件流线缺陷控制的数值模拟

利用铸造模拟软件MAGMA对机匣盖铸件重力铸造方案的充型及凝固过程进行计算,就铸件出现的流线缺陷,对浇注系统进行分析和优化,提出相应的改进方案。结果表明,由于铸件壁厚较薄,凝固前沿合金成分不均匀,导致其容易出现流线缺陷。在流线产生部位增加保温冒口可消除流线缺陷。     

锻件内部孔洞缺陷行为的数值模拟及闭合解析

根据压力容器整体顶盖的终成形工艺,设置不同位置、不同尺寸的孔洞缺陷,采用Super Form模拟软件分析拉胀成形过程中孔洞的变形行为,确定了顶盖终成形前毛坯内部孔洞体积、尺寸变化最大的位置及终成形前毛坯内部孔洞所允许的最大体积和尺寸。同时对原始205 t钢锭中的孔洞闭合进行了解析计算,制定了合理的预锻工艺。     

Q800高强钢焊接工字形截面残余应力试验分析

为研究Q800高强钢焊接工字形截面的纵向残余应力分布规律,采用线切割法对4个试件进行试验研究,分析腹板和翼缘板件宽厚比对残余应力的影响,研究各板间残余应力的相互影响及其自平衡性,提出Q800高强钢焊接工字形截面的残余应力分布模型和计算公式. 结果表明,Q800高强钢工字形截面的残余应力分布形式与普通强度钢材的一致. 焊缝和火焰切割边附近呈现残余拉应力,且随着宽厚比的变化呈不规律变化;翼缘外伸部分中部和腹板中部都呈现基本恒定的残余压应力,且随着板件宽厚比的提高而相应减小;其余部位是从残余拉应力到残余压应力转变的过渡区域;翼缘和腹板内的残余应力基本满足自平衡条件,二者没有相互间的影响作用.     

大型铝合金模锻件内部缺陷的模拟分析

针以吕合金件的锻造过程。采用实验与计算机模拟相结合的办法，分别对锻件内部冶金缺陷的变化及其应变场进行了分析。研究表明：通过合理设计锻模，选手 坯料尺寸，能有效防止 件内部冶金缺陷的进上步扩大。计算机模拟分析是准确预测和解释 造过程内部缺陷变化的可靠手段。     

基于正交实验的H型截面铝合金锻件多目标成形优化

为了提高H型截面铝合金锻件的变形均匀性,减少流线折断等缺陷,采用正交实验法确定实验方案,采用DEFORM-2D数值模拟软件对方案进行仿真模拟。以锻件最后的充填性,变形均匀性和纤维折断为多目标评价标准,分别研究设计因素对成形目标影响的主次顺序,并通过综合平衡法得到了工艺参数的最佳水平组合,以此进行有限元模拟验证。验证结果表明,该优化方法能够获得满足质量要求的H型截面铝合金锻件。     

大型板类锻件心部缺陷数值模拟及改进研究

首先分析板类锻件缺陷的产生机理,再运用数值模拟与实际修复工艺相结合的方法,对扇型板及宽厚板锻件通过制订科学的修复工艺,有效降低锻件废品率。     

不锈钢板材冲压过程截面的数值模拟及实验验证

采用有限元软件MARC，基于更新拉格朗日的弹塑性本构方程，对不锈风板材冲压菜过程的应力、应变和厚度分布进行了模拟。模型中板材为变形体，采用四节点壳单元描述；模具为刚性体；接触面间摩擦约束采用库仑摩擦模型。板材厚度的模拟结果与实验进行了比较，证实了模型的可靠性和可行性。     

塑件熔接线计算机模拟及实验验证

介绍了熔接线形成的原因及影响因素 ,提供了一个预测熔接线位置的数值计算方法 ,并用实例对该算法的可靠性进行了验证     

基于有限元模拟的机车齿轮锻件的毛坯形状优化

针对机车齿轮锻件在成形过程中容易出现轮毂和轮辋充填不满、成形力较大和模具寿命短的问题,根据坯料在不同自由空间下不同填充情况,提出了上凹形坯料的新方案。利用有限元软件Deform-3D建立机车齿轮锻件热锻有限元模型,并模拟其成形过程。以成形载荷作为目标函数,采用黄金分割法,对镦粗毛坯直径进行优化设计,使锻件在成形饱满的前提下,将成形载荷降低了31.76%,提高了模具寿命。实际生产与有限元模拟具有较好的一致性,锻件形状满足设计要求,无缺料、折痕等缺陷。     

Cu-Ni合金中析出相的计算机模拟与试验验证

采用相场法模型,对Cu-Ni-Si合金时效过程中第二相的析出、粗化与长大过程进行了计算机模拟与试验验证。结果表明,Cu-Ni-Si合金中第二相的形状、含量的计算机模拟结果与试验结果较好地吻合;随着时效处理时间的增加,合金中第二相的含量不断增加,合金中第二相粒子逐渐从共格向半共格或者非共格转变;当时效时间为200 h,第二相形态也由花瓣状转变为圆盘形或者棒状。