金属塑性成形的求解方法

金属塑性成形是利用金属的塑性使金属在外力作用下成形的一种方法,具有效率高、金属损耗少和成本低等优点,因而在国民经济中,特别是在航空、汽车、电器、轻工和机械制造等工业部门得到广泛的应用.为了正确地进行工艺设计,使工件顺利成形,必须掌握塑性成形时金属的变形情况,包括应力、应变的分布,变形力的计算和金属流动规律等.在塑性理论的发展过程中,已经形成金属塑性成形的各种求解方法,如主应力法、能量法、滑移线法和上限法等.近年来,数值计算技术以及计算机的发展,使上述传统方法发生了巨大的变化;从上限法发展到上限元     

基于计算机模拟的锻模优化设计

锻模的手工设计方法难以进行锻模参数的优化设计，造成了过多的废料和力能消耗。本文根据金属塑性成形理论提出了基于计算机模拟的锻模优化设计技术，并进行了具体锻模的优化设计．该技术克服了手工设计的缺点，已成功地用于实际生产。     

控制金属流动模式的模锻设计新方法及其应用

结合有限元法（ＦＥＭ）和上限元技术（ＵＢＥＴ）各自的优点,将有限元正向模拟和上限元反向模拟相结合,通过反复地模拟、修正,控制模锻过程中金属的流动模式,从而进行模锻设计。实际应用表明,该方法是可行的。     

《塑性力学及其在工程中的应用讲座》(六) 能量法及简化分析法在金属塑性成型中的应用

金属塑性成型是利用材料的塑性性质进行加工的一种方法。它把从冶炼得到的锭坯在高温或室温下通过轧辊或模具施加压力,使其形成一定形状的毛坯或零件。经过塑性加工后的金属,具有均匀致密的显微组织和合理的纤维方向,提高了材料的强度和韧度。对于重要的零件常利用塑性成型的方法来制造。在室温下进行冷态塑性成型能够得到高精度的零件,不仅减少或代替了切削加工,而且还节     

在车床上实现滚压加工的方法

滚压加工成型是一种高效金属塑性成形技术。它是一种冶金轧制技术与机械锻压技术的结合，它将金属断续整体塑性成形发展到连续局部塑性成形。我们利用现有设备在车床上研制了一套使用简便、操作容易的薄壁金属圆管表面滚压成型机构。１滚压加工成型机构及其工作原理为将薄...     

挤压成型金属波纹管机械密封结构的优化设计

通过对挤压成型金属波纹管机械密封的动环进行理论分析,选取合理的机械密封结构尺寸,建立优化模型。运用ANSYS有限元计算软件的APDL参数化编程进行分析,并对其进行优化设计,为挤压成型金属波纹管机械密封的设计提供了一种理论计算方法,为以后的设计提供参考。     

杯——杆型复合挤压过程的上限元模拟

本文阐述了利用上限单元技术（UBET）模拟金属流动规律的原理及方法。补充推证了上限单元的基本方程,并按总上限功率最小原则模拟了不同变形程度和不同锥角下的复合挤压的变形力及金属流动的变化规律。给出了一般杯——杆复合挤压的变形模式和计算两端金属流出量的近似公式。本文进行了实验验证,理论结果与实测结果基本一致。     

金属塑性成形过程无网格伽辽金法数值模拟技术研究

将无网格伽辽金法与刚(粘)塑性流动理论相结合,对无网格伽辽金法在金属塑性成形过程数值模拟中的应用技术进行了研究,分别采用混合变换法和罚函数法实现速度边界条件和体积不变条件,提出了基于刚(粘)塑性力学流动理论的无网格伽辽金法,给出了金属塑性成形无网格伽辽金法数值模拟的关键算法,拓展了无网格方法在金属成形领域的应用范围。典型算例的数值计算结果表明了方法的可行性。     

粉末IN-100合金的超塑性研究

近二十年,超塑性技术在金属变形加工领域已有所应用,出现了许多变形加工的新工艺,如超塑性锻造,挤压,轧制以及超塑性气压成型等。研究粉末IN-100合金的超塑性的目的之一是提供该合金的超塑性变形加工工艺的最佳工艺参数。     

模锻过程仿真系统的研制与应用

本文探讨了应用刚粘塑性有限元模似金属成型过程时所遇到的具体处理技术,提出一系列算法,开发了锻造过程通用有限元仿真系统,并采用该系统分析了发动机气门锻造过程中金属的变形及与模具的优化设计.     

先内后外模锻技术及其应用

介绍了一种所谓“先内后外”的模锻技术,该技术为先让材料充满模膛,然后再把多余的材料排出模外。采用该技术,可控制住飞边,实现少、无飞边的模锻。结合设计应用,叙述了为实现该技术而使用的基于上限元江（UBET）的反向模拟方法。     

一种模拟塑性成型过程的新方法—模拟块技术及其应用

提出一种模拟塑性成型过程的模拟块技术。用它进行齿轮锻件的模锻模拟时，把齿轮分成内外两部分，每一部分使用一个模拟块。两部分通过一个接口传递数据。每个模拟块在各自的型腔内自动进行形状和尺寸变化的模拟。不必关心模块的内部工作细节，只须注意表示其几何形状和尺寸变化的边界参量即可。详细介绍了基于ＵＢＥＴ原理的轴对称矩形模拟块的建立、使用性能及其在正反向模拟中的用途与应用实例。     

星形套闭塞模锻光塑性模拟研究

利用光塑性方法以聚碳酸脂为模拟材料研究轿车等速万向节星形套闭塞模锻成形过程，获得星形套闭塞模锻成形过程的三维光塑性应变分布，提出其应变分布特征，并对典型截面应变进行计算分析，研究结果可实际钢质星形套闭塞模锻工艺和模具设计起一定的指导作用。     

汽车前轴精密辊锻成形过程的数值模拟

汽车前轴的精辊-模锻工艺是一种用小成形力锻造设备成形较大型前轴锻件的塑性加工技术,其工艺关键在于精密辊锻。前轴的精密辊锻分4个道次,是典型的局部成形工艺。辊锻工艺由于旋转的模具与辊锻件之间的接触区域在不断变化,一直以来成为数值模拟的难点。对4个道次的模具建立了模型,采用三维刚塑性有限元程序DEFORM-3D模拟了前轴精密辊锻工艺,分析了辊锻过程中金属变形的规律,研究了模具参数对成形质量的影响以及辊锻力矩的变化规律。模拟结果对于改进辊锻工艺设计、提高模具设计水平具有指导作用。     

Simulation and Experiment on Workability for Cold Pressure Forming of Sheet Metal Part with Step Cross-section

In modem manufacturing, a new type of sheet metal part with step cross-section in both inner hole and outer edge is proposed. The traditional stamping separating processes can only produce sheet metal part with vertical cross-section. According to the latest developing theory and potential of cold pressure forming: combination of pressure and cold forging, a new flow control forming of sheet metal(FCF) is excogitated based on blanking process of general stamping and combined with cold forging processes such as extrusion and coining, etc, which is aiming at the above-mentioned new type of sheet metal part. With utilization of this new process, the new type of sheet metal parts can be manufactured. In order to shorten the testing period, the numerical simulation was carried out by using DEFORM-3D software, and both deformation and mechanics rules were analyzed. Based on the simulation, both punching part and blanked parts of this new type were successfully developed. Then a new conception of optimal distance between the step walls of inner hole and outside edge was proposed and the design principle for its numerical value was inferred. Furthermore, a mold set for combination of stamping & cold forging was designed and manufactured, by which the technologic experiments were taken for validation with Aluminum plate of thickness 2.35 mm for power battery cover board, which verified the principle of the distance between the step walls. The research of cold pressure forming of thin sheet metal with step cross-section is significant, not only to the development of modem mechanical manufacture, but also to metal plastic forming science.     

扭臂模锻成形过程的三维有限元模拟

针对扭臂模锻成形过程,采用三维刚塑性有限元法进行了数值模拟,分析了金属的塑性变形行为,对可能产生的缺陷进行预测,给出了等效应力、等效应变的分布情况,从而为工艺制订和模具设计提供理论依据。     

反向模拟基本技术及其在精密锻造中的应用

介绍用上限元法进行反向模拟的基本技术和“先内后外”的精密模锻设计，以及采用以上技术以上对生产锻件进行模拟设计的成功实例。     

基于变形均匀性的锻造预成形优化系统集成

预成形优化设计在锻造工艺设计中得到了广泛的应用,锻件的变形均匀性是衡量锻件质量的一个重要指标,提高锻件的变形均匀性以提高锻件的综合质量。本文以提高锻件变形均匀性为优化设计目标,采用基于灵敏度分析的正向模拟优化法对锻造过程的预成形模具形状优化系统集成进行了研究,给出了目标函数、设计变量及其灵敏度的表达形式,解决了优化模拟过程中的网格再划分问题,给出了优化系统的流程图并编制了相应的程序,最后,给出了一个优化设计的数值算例,取得了较好的优化效果。     

Multi-objective optimization of process parameters for the helical gear precision forging by using Taguchi method

Precision forging of the helical gear is a complex metal forming process under coupled effects with multi-factors. The various process parameters such as deformation temperature, punch velocity and friction conditions affect the forming process differently, thus the optimization design of process parameters is necessary to obtain a good product. In this paper, an optimization method for the helical gear precision forging is proposed based on the finite element method (FEM) and Taguchi method with multi-objective design. The maximum forging force and the die-fill quality are considered as the optimal objectives. The optimal parameters combination is obtained through S/N analysis and the analysis of variance (ANOVA). It is shown that, for helical gears precision forging, the most significant parameters affecting the maximum forging force and the die-fill quality are deformation temperature and friction coefficient. The verified experimental result agrees with the predictive value well, which demonstrates the effectiveness of the proposed optimization method.