超薄不锈钢板激光焊接局部变形预测研究

目前,对焊接变形的预测大都基于有限元仿真,不仅需要高性能的计算机,计算时间也非常长。文中基于固有应变法,分析了焊接变形产生机理,提出了角变形解析预测模型。采用光纤激光焊接器,在不同焊接功率条件下,对厚度分别为0.2、0.5 mm的316L超薄不锈钢板进行搭接焊接,通过试验结果对模型进行修正并验正。研究表明,该解析预测模型可有效预测316L超薄不锈钢板焊接变形。     

车身检具热变形的数值仿真与结构优化研究

汽车覆盖件制造中多采用专用检测夹具作为主要检测手段，用于控制工序间产品质量。覆盖件检具对精度要求高，受使用环境温度影响产生的热变形不能忽略。针对某车型后门总成检具设计，运用有限元方法对检具热变形进行数值仿真，并将其与优化技术相结合应用到结构优化中，有效地降低了检具热变形。     

电解制氢设备性能优化及流道设计

PEM电解槽作为一种制氢设备在高电流密度阶段电压损耗严重,主要原因是现有阳极侧流道易出现氧气堆积,反应介质传输能力不足,因此迫切需要对流道构型进行优化。以电解槽水气传输为切入点,在传统平行流道的基础上,提出了一种新型楔形流道。建立电解槽水气传输模型,通过透明电池实验验证了模型的准确性。利用模型分析了平行流场在高电密工况下的水气传输行为,发现氧气聚集是设备性能下降的主要原因。提出了楔形流道设计,氧气的质量流量对比平行流道上升11.9%。完成了两种流场电解槽的试制,通过极化曲线表征,得出楔形流道的传质特性优于平行流道。为电解槽流道设计提供了指导。     

超薄钛板微流道多工步成形研究

燃料电池超薄钛极板细密微流道的深宽比高、成形难度大,单步冲压成形工艺难以满足其精密制备要求。提出采用多工步成形方法提升微流道成形深度和精度,以实现超薄钛极板微流道制备。通过实验发现,单步成形流道极限深度为438.07(TD)和388.8μm(RD),极限深宽比为0.46。而通过设计两步成形,极限成形深度分别提升至657.30和640.33μm,极限深宽比达0.71。此外还分析了多步成形材料流动过程,讨论了多步成形的特点和规律。     

微挤压成形工艺仿真建模与分析

微细成形是一种绿色、节能的新型加工方法，但是由于微细成形的特殊加工条件和状态，传统的加工方法已经不能直接应用到该领域。针对重要的微挤压成形工艺特点，分析了特征尺度效应和晶粒尺度效应对微挤压材料成形性能的影响，引入尺度效应影响的刚塑性材料本构模型，利用ABAQUS／Explicit软件建立FEM（finite elementmethod）模型对微细挤压工艺进行了数值分析。通过工艺仿真分析，揭示了各工艺参数对微细挤压工艺的影响，为微细挤压工艺设计与相应的模具设计提供了可靠的理论指导。     

板材成形中的曲面拓展方法

曲面拓展是曲面造型中的一项重要内容 ,研究曲面拓展的方法在板类件设计中有着十分重要的意义。针对板类件成形中板类件与压边面之间的过渡曲面的设计 ,本文提出一种基于非均匀有理B样条 (NURBS)的曲面拓展造型的新方法 ,通过曲面构造、曲面拼接完成曲面拓展 ,生成零件与压边面之间的过渡曲面。这种算法简单、便于应用。在成形用于医学工程中的曲面片时 ,得到高质量的成形件。     

介观尺度下的微冲压工艺特点分析

伴随着产品微型化的趋势,介观尺度下的加工技术发展和研究也得到了前所未有的重视。微冲压成形技术是一种最重要的微成形技术,由于受到尺度效应的影响,传统的成熟冲压成形理论不能直接应用于微冲压成形领域。文章介绍了有关微冲压技术的研究现状,详细分析了与微冲压成形工艺密切相关的材料模型、摩擦模型、数值仿真建模和加工设备等方面的技术特点,并结合相关研究成果对于材料流动应力应变关系建模提出了一些方法。     

基于表面层的微细薄板弯曲回弹预测建模与实验研究

基于微/介观材料尺度效应表面层模型,对薄板表面层材料和内部材料分层处理,在纯弯矩弯曲模型基础上,考虑受到表面层晶粒影响的材料本构尺度效应并引入薄板回弹计算,分别对表面层和内部材料进行分析求得弯曲弯矩,从而建立了考虑尺度效应的微细薄板弯曲回弹预测模型。为了讨论模型的准确性,对不同晶粒、不同介观尺度的纯铜薄板开展了弯曲回弹的实验研究,实验结果表明,对于同一厚度的试样,薄板弯曲回弹角随着试样晶粒尺寸的增大而减小,对于不同厚度而晶粒尺寸相近的试样,回弹角随着试样厚度的增大而减小。分别利用传统回弹模型和考虑尺度效应的预测模型计算了弯曲回弹角,与实验结果对比发现,本文建立的模型能更准确地预测介观条件下微细薄板弯曲回弹现象。     

轿运车动态配载过程仿真关键技术研究

这里针对轿运车动态配载仿真过程中的关键技术展开研究,提出了基于KBE的简化车辆家族模型建模方法,在定义以商品车轮胎轨迹线为运动副约束的基础上实现了配载运动的底层算法开发,在提出基于布尔运算的探测小球预警方法基础上,实现了干涉检查技术的开发。     

微细辊对平板辊压成形工艺建模与尺度效应分析

带有功能性表面微细结构特征的金属构件在诸多领域得到越来越多的应用。当微细特征的尺寸小于1 mm时,成形模具的模腔几何尺寸和材料的晶粒尺寸决定着金属材料的流动行为,微特征的成形质量受到尺度效应的严重影响。传统的工艺设计方法难以有效指导微细成形工艺参数的设计。研究一种高效的金属构件表面微细结构加工方法——微细辊对平板(Roll-to-plate,R2P)辊压成形工艺。针对不同晶粒尺度的铜试样,研究晶粒尺度对材料力学性能的影响规律;构建R2P微细辊压成形工艺仿真模型,分析辊压模腔尺寸、材料晶粒尺寸等工艺参数对微特征成形质量的影响规律;基于自主开发的R2P微细辊压成形原型系统,进行辊压成形试验研究,验证仿真预测模型的有效性。研究结果显示,在模腔几何尺寸中,模槽宽度对材料的流动行为有着显著地影响。而且,不同的晶粒尺寸也显著影响着微特征的形成过程。