半轴锥齿轮温精锻工艺的数值模拟和实验研究

针对半轴锥齿轮的齿形难以成形的特点,提出了一套基于闭塞式锻造成形的工艺方案.利用数值模拟软件DEFORM-3D,分析了始锻温度对最大成形载荷的影响规律,连皮厚度、连皮位置对齿轮成形时的最大应力、最大损伤因子、最大成形载荷的影响规律.通过数值分析得到了有效确保应力最小、损伤因子最小、成形载荷适当的工艺参数,并将成形力控制在7.6MN以内.研究内容最终得到了实验验证.     

基于DMM加工图的7050铝合金热塑性变形参数优化识别

采用Gleeble-1500热物理模拟试验机对7050铝合金在变形温度573～723 K、应变速率0.01 ～10 s-1、最大压缩量80％的条件下进行了等温压缩实验,得到该合金多组真实应力-应变数据,以此作为计算应变速率敏感指数(m值)、功率耗散系数(η值)、失稳判据(ζ值)三重判据的底层材料数据.通过m值、η值和ζ值的正负分布而三重递进识别出不同应变下稳定变形参数区和失稳区,最后将不同应变下的功率耗散图和失稳图叠加以构建含应变影响的系列加工图,基于此识别出高η值和高ζ值的最优化稳定变形参数区,以及负m值、负η值和负ζ值的最大化失稳变形参数区,可以为确定最佳的热变形工艺参数提供理论指导.     

大规格电镦侧模辅助成形方法及装置研究

本文主要针对大规格电镦过程中形状缺陷和晶粒粗化等问题,提出了大规格电镦侧模辅助成形方法并设计了电镦侧模辅助成形装置,为大规格电镦生产提供新思路和方法.在Mdrc分析平台建立多尺度电镦工艺有限元分析模型及侧模辅助成型模型,对比两种成型方法模拟结果,发现电镦侧模辅助成形方法既能优化电镦件的形状避免宏观缺陷,又能有效的调控微...     

TB6钛合金热变形行为及加工图

在Gleeble-3500热模拟机上对TB6钛合金进行了多组试样热物理模拟压缩实验,获得温度为948~1123 K、应变速率为0.001~10 s-1条件下的真应力-应变数据。通过计算m值、η值和ξ值从而识别出不同应变下的稳定变形参数区和失稳区,并获得TB6钛合金在实验范围内的安全变形参数区间为948~1123 K和0.001~0.01 s-1,1023~1123 K和0.01~0.1 s-1,1036~1077 K和0.1~1 s-1。此外,绘制出TB6钛合金在实验条件下的微观组织演变机制图。     

TA15应变速率敏感指数对变形温度、应变和应变速率的响应规律

通过TA15多组试样的热物理模拟压缩试验获得了温度1073～1323K、应变速率0.01～10 s-1下的真应力-真应变数据,以此作为计算应变速率敏感指数(m值)的底层材料模型.以一组拟合图和3-D曲面揭示了应力、温度、应变速率和应变量共同作用诱导多种变形机制变化及同时存在将引起应变速率敏感系数m值的剧烈响应.通过m值的正负判断了变形稳定区与失稳区,为建立TA15合金高温变形时的加工图并合理制定锻造工艺,为有效控制及提高构件性能和质量提供了依据.     

E-玻璃纤维2D编织层铺增强复合材料的损伤力学本构模型及应用

由拉伸试验获得E-玻璃纤维2D编织层铺增强树脂基复合材料的力学性能,通过弹性力学推导出材料正交各向异性的本构关系,并对本构关系中的刚度矩阵进行数值解析,得到复合材料的弹性本构方程;将结果应用于Hashin强度准则,建立了以连续损伤力学为基础的正交各向异性损伤本构模型。将所建立的弹性及损伤本构关系赋予层合板三维模型,通过ABAQUS/Explicit软件模拟弹丸冲击复合材料层合板的过程,并对模拟结果进行分析。结果表明:当冲击载荷达到材料的临界损伤值(732N)时层合板发生破裂,并在24μs达到最大变形量,此时应力重新分配,且复合材料横截面上的应力在中心处从0向外逐渐增大到509.8MPa;在冲击整个过程中,材料的损伤从中心向四周呈放射状递减。     

超高强度钢板热冲压成形同步淬火相变不均匀性影响因素分析

以超高强度钢BR1500HS为研究对象,利用材料的应力-应变数据、热物理性参数、相变模型构建了U形件热冲压成形过程的热-力-相3场动态耦合有限元数值模型。有限元模拟结果表明,法兰区域和底部区域中的马氏体体积含量显著多于侧壁区域中的马氏体体积含量,揭示了钢板相变的不均匀性;同时对成形过程中板料和模具的温度场进行研究,揭示了钢板冷却速度的不均匀性。通过在整个热冲压过程中法兰区域、圆角区域、侧壁区域和底部区域选取观测点,分析了冷却速率不均匀性的影响因素,即温差、接触间隙、换热系数。最后通过实验验证了模拟结果具有较高的可靠性。     

曲轴锻造过程中的温度场仿真预测

阐述了塑性成形中热力耦合效应的数值分析方法,建立了曲轴锻造过程耦合计算的有限元模型,并进行了仿真分析。仿真结果表明,锻造成形结束时坯料局部温度有所上升,高达1210℃;锻件从锻造工序转移到切边工序后温度降低为1160℃;模具所受的最大热应力数值没有超过模具材料的高温屈服强度;摩擦系数对模具表层温度的影响态势中0．2和0．3是两个拐点。坯料及模具温度场的仿真预测为工艺及模具设计提供了依据。     

无相位角四拐曲轴的制坯工艺及模具结构优化

针对某规格无相位角四拐曲轴的"平衡块难以成形"的特点,提出了一套制坯后直接终锻的生产工艺流程.利用数值模拟软件,通过优化制坯与优化模具结构相结合,实现了省略预锻工序的目的.分析看出,常规飞边槽结构的成形效果很差,直线型阻力墙不能解决充填问题,而采用随形阻力墙结构则具有很好的成形效果.     

汽车万向节叉热挤压成形的数值模拟分析

采用刚粘塑性有限元法对万向节叉热挤压成形过程进行数值模拟分析,综合考虑了变形、热传导、变形生热、摩擦生热等多个因素,得出了成形过程中金属流动变化的3个阶段。研究了摩擦条件和终锻温度对成形力的影响,得出良好的润滑条件和给模具进行预热,能够有效的控制成形力,有利于金属的流动及提高模具寿命。