基于Lagrange插值的变过盈量对扁挤压筒变形和强度分析

应用ANSYS分析了受预紧作用的两层套扁挤压筒内孔变形规律，得到内孔变形的分段多项式插值函数。提出变过盈量的概念和方程，并对变过盈量的施加、检验的条件进行了说明，以达到改善内孔变形不均匀分布，保证预紧力和提高模具强度的目标，并进行了数值模拟，结果表明了变过盈量的可行性，为扁挤压筒修模、装配和结构优化提供了依据。     

甲板起重机底座开孔分析和轻量化研究

甲板起重机底座上都开有人孔,其尺寸较大,对底座结构强度有很大影响,因此对开孔部位进行应力分析、强度校核并进行优化具有重要意义。根据实际尺寸和设计要求,建立了带有人孔的新型甲板起重机底座有限元模型,分析了底座开孔周围区域的应力分布情况,结果表明底座在相应载荷作用下满足强度要求。通过改变人孔的位置,得到了底座应力变化规律,提供了底座人孔位置的设计原则。在此基础上,把钢板厚度和人孔圆角半径作为设计变量,对底座作轻量化研究,使得材料的性能得到充分利用。     

下压量对微型燃料电池双极板成形性能的影响

双极板是微型燃料电池关键部件之一,微尺度下的高精度极板流道给其成形带来了难度,针对双极板这一特点提出了累积成形方法。在介绍微累积成形工作原理的基础上搭建了相应的实验装置,分别选取0.165mm和0.27mm板厚的成形区域9mm×9mm铝合金板作为双极板毛坯,进行了累积成形实验,分析双极板成形规律,研究了不同下压量对成形力的影响,并且比较了不同下压量时的最大成形力。结果显示,不同厚度的板料随着下压量的增加,成形力在累积成形起始点达到最大,然后成形力先减小后增大,在终点处接近最大成形力;最大成形力随着下压量、板料厚度的增加而增加,0.27mm板料下压0.5倍板厚时的最大成形力大于0.165mm板料下压2倍板厚时的最大成形力。     

基于改进粒子群算法的车辆被动悬架优化与仿真研究

针对车辆行驶过程中容易受到地面白噪声影响问题,创建了四自由度四分之一车辆被动悬架模型,推导出车辆垂直方向动力学方程式。构造了混合目标函数,采用改进粒子群算法对四自由度四分之一车辆被动悬架模型约束参数进行优化。建立车辆被动悬架系统仿真模型,在不同行驶速度下,通过Matlab/Simulink软件进行动力学仿真,与优化前仿真结果进行对比。仿真结果显示,优化后车辆被动悬架驾驶员头部垂直方向加速度、簧载垂直方向行程及非簧载垂直方向位移的均方根最大值分别减少了51.0%、45.4%和40.7%,车辆垂直方向振动峰值明显降低。采用改进粒子群算法优化车辆被动悬架系统,可以提高车辆行驶的稳定性,改善驾驶员乘坐的舒适度。     

圆度对组合式扁挤压筒内孔变形及强度分析

挤压大型整体壁板的扁挤压筒所受工况恶劣 ,承受着高温高压高摩擦作用 ,通常采用组合式结构来提高其强度。但由于扁挤压筒内孔的特殊形状 ,预紧后内腔发生不均匀变形 ,达不到产品要求的尺寸精度 ,实际生产中需要对内孔进行修整。为了减小不均匀变形 ,本文以 80MN挤压机用两层预紧扁挤压筒 ( 670mm× 2 70mm)为例 ,利用有限元法(FEM)分析得到内孔变形规律 ,结果指出产生内孔非均匀变形分布的根本原因在于 ,内套的几何特殊性以及厚度差异造成沿长短轴方向的刚度差异。在变形规律的基础上 ,提出圆度概念 ,即采用椭圆形内层的外套和椭圆形外层的内套 ,以达到改善内孔变形不均匀分布、保证预紧力和提高模具强度的目标。文中对选择过盈量以及检验标准也作了说明 ,并且通过不同圆度下的数值模拟结果比较 ,表明椭圆形内层加强套的可行性 ,这种结构能够改善内孔变形不均匀状况 ,节省模具材料 ,同时减少甚至不需要修模工作量。另外 ,结果指出 ,当圆度 0 .475≤K≤ 0 .74时可以降低不均匀度 ,圆度K为内套缝隙度 1.15倍时Km 不均匀度最小。从而为扁挤压筒修模、装配和结构优化提供依据     

扁挤压筒接触应力和变形的分析

应用ANSYS接触单元法，分析了受项紧作用的三层套扁挤压筒接触应力和接触变形规律。结果指出沿接触面接触应力和变形分布的不均匀性，为扁挤压筒装配和结构优化提供了依据，其中接触单元法也为扁挤压筒项紧分析提供了一条可行的途径。     

微塑性成形中的摩擦研究

微塑性成形中由于尺寸微型化出现了"尺度效应",导致了摩擦润滑呈现出不同于传统宏观尺寸的特点,利用"开口和封闭润滑穴"模型解释了微塑性成形中的摩擦问题.结合微压缩实验讨论了流动应力的修正,即消除摩擦力对微压缩的影响.耦合鼓度法和有限元技术对微压缩试验进行了研究,制定了标定曲线,进行了拟合回归,求解了实验中的摩擦因数,修正了流动应力,从而获得真实流动应力-应变曲线,可以为后续的微塑性成形有限元数值模拟提供准确的材料模型.     

空化水喷丸中空泡云动态演变及靶距优化研究

空化水喷丸是利用空化水射流中空泡云溃灭的能量冲击金属零件表面,使其表面产生强化效果的一种新工艺,但目前靶距选择缺少依据。利用高速相机开展了空化水射流试验,采用帧间差分法(Frame-difference method,FDM)分析了空泡云动态演变规律,得出空泡集中溃灭范围。同时,以2A12铝合金为例,基于不同直径d的喷嘴,进行空化水喷丸验证试验,研究了不同靶距对材料表面性能的作用规律。结果表明,空泡云具有明显的初生-发展-脱落-溃灭的周期性,空泡集中溃灭范围为60d～75d;空化水喷丸的最佳靶距为60d～67.5d,但当d=1.8mm、靶距为120mm时产生过喷现象;提出了根据靶距空化水射流可分为液滴作用区、混合作用区和空化作用区。     

激光驱动飞片加载金属箔板成形及数值模拟

探讨了一种利用激光驱动飞片微塑性成形的新技术,介绍了激光驱动飞片代替激光冲击加载的原理和特点,设计并完成激光驱动飞片加载铝箔成形的实验,在体视显微镜下观察发现成形铝箔的表面质量优异,利用形貌仪测量发现成形深度与激光光斑能量分布一致,通过实验得到了激光能量与成形深度的关系。采用适合高压高应变率的Johnson-Cook模型,利用LS-DYNA软件模拟了激光驱动飞片加载铝箔微成形,模拟结果能够比较好地解释试验现象,证实了数值模型的合理。     

液黏离合器径向沟槽摩擦片热力特性分析

综合考虑摩擦片与工作介质油的对流换热作用,建立摩擦副混合摩擦阶段热结构耦合物理模型,采用有限元法对带有径向槽的摩擦片在混合摩擦过程中的温度场和应力场进行计算和分析。在相同工况下对比分析摩擦片表面沟槽的宽度和深度对摩擦片温度场的影响和应力场分布,研究发现摩擦片沟槽区的温度远低于摩擦接触区,接触区域的中心形成温度较高的热斑,摩擦片温度随着沟槽宽度的增加而降低,随着沟槽的深度增加先降低后增加。研究结果对液黏离合器运行过程中摩擦副温度场和应力场的预估及摩擦副的设计具有理论和工程指导价值。