环件轧制过程鼓形毛坯变化规律及塌边缺陷分析

基于有限元模拟软件Simufact.Forming,建立径、轴向轧制模型,针对某一环件产品,通过对不同鼓出量的鼓形毛坯进行数值模拟,揭示鼓形毛坯在轧制过程的变化规律,分析了塌边缺陷的形成过程及消除措施。结果表明:轧制初期鼓形消失速度远大于轧制后期,鼓形越到后期越难消除,最终导致环件塌边缺陷。环坯鼓形鼓出量≥120 mm时,最终环件会产生塌边缺陷;环坯鼓形鼓出量≤90 mm时,最终环件不会产生塌边缺陷。为了避免塌边缺陷,当鼓形较小时,采用轧制初期大的径向进给量,当鼓形较大时,必须增加一道滚圆工序。     

矿山电铲用4150H异形环锻件的试制研究

矿山机械用环锻件主要用于矿山机械设备的环件承重与传动件,需要长时间承载运转负荷的动力,因此必须具有较高的机械强度、硬度、耐磨性、韧性及低温性能,对其技术要求和质量指标都异常严格。而这类环锻件在热处理后极易出现开裂,断裂处的夹杂物与金相检测分析显示了非金属夹杂物超标及魏氏组织等问题。本文针对这些问题分析了产生的原因并提出了4150H环锻件的试制工艺,试制件的力学性能和组织都达到了技术要求。     

复合材料成型过程多参数协同在线监测系统研究

复合材料制件的成型质量同时受其工艺环境和构件内部理化反应的影响,现有固化过程的监测多为离线、离散监测方式,且监测后期数据处理工作量大,固化过程中不能直观地监测到制件内部状态的变化从而难以实现对其成型质量的在线反馈控制,监测的物理量较少,无法综合研究物理量之间的相互影响。为了实现对先进复合材料制件热压固化全过程多参数协同在线监测,提出了一种基于经典层合板理论、"热电偶+光纤布拉格光栅"和"毛细管压力传感器"组合式测量的方法,利用Lab VIEW图形编程语言、数据通信和数据库技术开发了一套多参数在线监测上位机软硬件系统,实现了温度、压力、应变和应力之间数据传输的协同与同步在线监测。将其应用到某大型飞机机翼翼盒壁板缩比件固化实验,结果表明该监测系统可实现对复合材料固化全过程多参数的实时监测,系统运行稳定、可靠,对于察明构件固化缺陷的产生机理并实现固化成型质量的在线反馈控制具有重要的现实意义。     

厚截面复合材料固化温度不均匀性对力学性能的影响

通过对厚截面复合材料层合板不同部位设置隔离膜与热电偶的方法来测试厚截面复合材料在固化过程中沿厚度方向的温度分布。采用横向拉伸和短梁剪切测试手段,研究了厚截面复合材料制件固化过程中沿厚度方向的温度不均匀性对力学性能的影响规律,并通过扫描电子显微镜(SEM)分析了层合板力学性能测试后的断面微观形貌。结果表明,厚截面复合材料固化过程中沿厚度方向存在明显的温度梯度,随着温差的增加,拉伸强度、层间剪切强度力学性能呈下降趋势。以上层合板为参考对象,当层合板沿厚度方向温差为20.6℃时,其横向拉伸强度相差7.4%,层间剪切强度相差6.8%;当层合板沿厚度方向温差为10.2℃时,其横向拉伸强度相差3.8%,层间剪切强度相差3.4%。这是由于固化温度过高,树脂与碳纤维界面的结合强度降低。该研究为厚截面复合材料制件热压罐成型过程中温度场均匀调控的必要性提供了重要的实验依据及理论参考。