LOM原型制造精度的影响因素及保证技术研究

在简要介绍LOM技术的基本原理和LOM原型制造工艺的基础上，分析直接或间接影响LOM原型制造精度的各种因素，进而研究相应的保证技术，并提出了构建LOM原型制造精度集成化保证系统的意义及有效途径。     

超大高径比棒料连续镦粗工艺及材料变形规律

目的研究超大高径比棒料连续镦粗制坯的工艺方法及变形规律。方法通过设计带有一定锥度的可拆卸凸凹模模块对坯料失稳进行约束,通过选择合适的锥度、镦粗次数和锻造速度,避免折叠现象的产生,并研究棒料断面不平整对变形失稳的影响。结果与常规镦粗方法相比,可有效提高镦粗变形的均匀性。结论提出了一种适用于超大高径比棒料连续镦粗的锥形模具结构及其成形工艺方法。     

栅格法三维六面体网格局部加密算法

有限元数值分析的精度和效率与网格单元的划分质量以及疏密程度密切相关,针对三维六面体网格单元之间疏密过渡必须平缓和协调的要求,提出了一套基于8分法的六面体网格加密模板,并给出了相应的数据结构和模板应用方式.为使所有加密单元都有相对应的加密模板,建立了加密信息场调整规则;对需要进行加密的区域首先补充加密单元,按照节点加密属性调整加密信息场,然后根据单元加密属性对加密单元进行分类,按照全加密单元、面加密单元、边加密单元以及过渡加密单元的顺序依次采用相应的模板进行加密,从而实现三维六面体网格的局部协调加密.实例结果表明,采用该套加密模板的六面体网格局部加密算法能够保障密集网格向稀疏网格的平缓和协调过渡,所生成的网格可满足有限元数值计算的要求.     

子午线轮胎强度性能的有限元分析

根据子午线轮胎的实际结构,建立了一种轮胎轴对称非线性有限元模型,考虑轮胎橡胶材料非线性、帘线-橡胶复合材料的各向异性以及大变形等力学特性,分析了轮胎在充气压力及离心载荷下的变形和应力-应变场,分析结果与试验结果较吻合。     

轴对称锻造过程金属流动规律的有限元模拟

本文介绍刚塑性、刚-粘塑性有限元法的基本理论;探讨应用有限元方法模拟金属流动规律时所遇到的具体处理技术、算法及其软件实施;分析轴对称锻造过程的金属流动规律。     

淬火过程中温度、组织及应力/应变的有限元模拟

为了找到淬火过程中零件产生不规则扭曲变形的原因,选择了H型截面零件为研究对象,建立了相应的有限元分析模型,利用自开发的淬火过程有限元模拟软件对温度、组织和应力/应变进行了耦合分析.通过有限元模拟,得到了温度变化、相变及相变塑性对残余应力及淬火变形的影响,给出了零件内部弹性区及塑性区的演变过程.分析结果表明:零件在淬火过程中经历"弹性-塑性-弹性-塑性-弹性"的演变过程;在淬火过程中,相变塑性导致零件发生不均匀、无规律的扭曲变形.     

全自动四边形有限元网格生成-Ⅰ:区域分解法

提出了一种适用于金属体积成形有限元分析的全自动四边形网格生成算法区域分解法,对该算法的一些关键技术,如几何形状的表示、关键点的确定、网格密度的生成、节点的生成、边界单元的生成、剖分准则、模式匹配、光滑处理以及半带宽的优化等进行了详细的介绍.以该算法为基础,成功开发了全自动四边形网格生成软件AUTOMESH.并给出了一些网格划分的实例,验证该算法的可靠性.     

淬火工艺有限元模拟中弹塑性比例系数的计算方法

淬火过程是一个温度、相变、应力应变相互影响的材料非线性过程。根据淬火过程的特点,提出了一种新的计算弹塑性比例系数的方法,使用该方法可以求解过渡单元的弹塑性比。在模拟过程中,为了提高计算精度、减少计算时间,提出了两种加速弹塑性比例系数收敛的方法:弹性逼近法和插值方法。应用弹性逼近法和插值方法对无相变冷却过程和有相变冷却过程进行有限元模拟,将模拟所得应力变化曲线与实验结果相比较。结果表明,弹性逼近法和插值方法可以显著减少弹塑性比例系数的迭代次数,计算得到的应力值与实验结果吻合较好。     

悬臂铝合金型材伪分流挤压模具结构设计及其强度分析

铝型材挤压工艺和模具设计不仅需要保障挤出型材质量,还要保障模具强度和寿命,但对于大而长的悬臂铝合金型材,常规平模或导流模结构设计往往导致模具悬臂部位损坏,即使将模具相应部位加厚,也很难达到提高模具强度的要求。以某大悬臂铝型材为例,研究伪分流模具结构设计方法及长悬臂梁分解技术,对比分析常规模具设计与伪分流模具设计对型材挤压速度分布、温度分布、材料粒子运动轨迹等的影响规律,研究不同结构的模具强度。研究表明,采用伪分流模具不仅能够大幅度降低模具应力,而且通过材料流动优化可获得良好的材料流动规律和型材质量。总结给出伪分流结构的设计原则。     

面向微观组织优化的锻造工艺预成形优化设计及实验研究

以锻件晶粒尺寸细小均匀为目标,以预成形形状设计为对象,提出了锻造成形过程微观组织优化设计方法,构建了锻造成形过程微观组织优化目标函数,并确定锻造成形预成形形状作为优化过程的设计变量。采用遗传算法和有限元模拟相结合的方法,开发了锻造过程微观组织优化程序,对典型的H型锻件进行了面向微观组织优化的预成形设计,取得了较好的效果。并根据优化设计的结果进行了实验研究,优化结果的晶粒尺寸及其分布趋势与实验结果比较吻合。