O形密封圈高压咬伤问题研究及改进

为解决飞机液压系统高压油滤螺纹连接结构产生的O形密封圈咬伤渗漏问题,通过对产品内外螺纹轴向间隙和安装端面间隙计算,观察密封圈损伤特点、失效分析硬度检测,结合有限元分析模拟,确定胶圈硬度数值偏下限、端面间隙较大等是导致胶圈咬伤的主要原因。经试验论证,可通过采取在接头密封端面加工氟塑料圈安装槽装配氟塑料保护圈方式规避胶圈咬伤问题。     

基于试验设计和灰色关联度的橡皮囊成形回弹影响因素显著性分析

橡皮囊成形是飞机钣金零件的一种重要成形工艺方法,回弹问题是橡皮囊成形的难点,对其影响因素进行显著性分析可有效控制回弹。基于橡皮囊成形有限元数值模拟,将正交试验设计方法与灰色关联度相结合用于分析橡皮囊成形回弹影响因素的显著性,以某实际长直U形件为例分析压力、最大充液速率、最大节点速度、保压时间、弯曲半径、板料厚度以及轧制方向等因素对回弹的影响程度,结果表明,模具圆角半径、压力、板料厚度、保压时间是橡皮囊成形回弹的主要影响因素,而最大充液速度、最大节点速度、轧制方向对回弹的影响较小。分析结果与工艺试验结果相吻合,从而验证了该方法的有效性。     

基于一步逆成形的三维修边线预示与优化设计

在汽车覆盖件模具的设计过程中,设计翻边模之前需要事先给定修边线,为了能够得到一个精确的最终零件,预先设计出一条合适的修边线是一项很重要的工作.现提出一种基于一步逆成形的快速设计修边线的方法.由于翻边后的零件是事先给定的而且翻边成形过程中的应变路径一般都比较简单,所以一步逆成形法能够在翻边前预示修边线.这样就可以在模具早期设计阶段通过一步逆成形所展开的初始坯料的边界线中获得一条离散的修边轮廓线,并将这条修边轮廓线导入CAD系统中.最后将该方法应用到两个基本的曲面翻边过程中,并成功地预示出修边线.     

汽车覆盖件成形模面快速等距算法

通过对网格法等距的研究,指出基于有限元网格的等距所要满足的三个基本条件：网格连续、单元法线一致和等距的合理性。提出一种高效快速的法线一致性算法：种子单元法;推导了在单元局部坐标系下判断等距合理性的计算方法,并且保证了等距前后单元所在平面之间的距离尽可能地接近所要等距的距离。工业复杂成形件的模拟结果验证了该算法的有效性。     

帽形件链模成形坯料线预示方法

针对链模成形工艺的特点,基于一步逆成形法提出了帽形件链模成形坯料线预示方法,该方法分析了帽形件成形前后的几何关系、计算了链模成形力和纵向拉力,并将纵向拉力等效到帽形件端面边界上,然后基于虚功原理建立了内外力平衡方程,根据线弹性反向变形理论获得了帽形件链模成形坯料线预示算法的迭代初始解,最后使用Newton-Raphson迭代法求解方程获得了帽形件坯料线。对某一车型梁形件的链模成形进行了有限元仿真与试验,验证了帽形件链模成形坯料线预示方法的准确性。     

二维编织碳纤维增强树脂复合材料一步法铺层展开

二维编织碳纤维增强树脂复合材料的铺层展开质量对铺覆过程和产品质量有直接且显著的影响。本文针对二维编织碳纤维增强树脂复合材料铺层展开问题进行了研究,建立复合材料材料、随体和全局坐标系,并基于连续介质理论根据坐标系间的转换关系构建了非正交各向异性本构模型;完成了二维编织碳纤维增强树脂复合材料力学性能试验,包括测量复合材料拉伸性能的单向拉伸试验和测量剪切性能的镜框剪切试验;开发了二维编织碳纤维增强树脂复合材料一步法铺层展开算法并基于FORTRAN语言编写了自主可控的一步法铺层展开求解器。计算了口盖零件展开构型,展开构型轮廓线与实验结果分布趋势相同且最大误差仅为5.0 mm,相对误差仅为1.9%;剪切角计算结果与实验分布趋势一致且最大误差仅为4°,验证了一步法铺层展开算法和求解器的有效性。     

基于CATIA/CAA的轨道车辆压型件毛坯展开系统开发

压型件作为轨道车辆主要钣金零件组成部分,其毛坯展开精确性对控制成形精度和制造成本有重要作用。采用一步逆算法,基于CATIA/CAA平台开发一套方便用户交互的轨道车辆压型件毛坯展开GUI界面,完成对轨道车辆压型件毛坯的精确展开。以轨道车辆典型压型件小弯梁为研究对象,验证所开发毛坯展开系统的实用性。     

基于无网格法的镁合金等温锻造成形模拟分析

对于金属大变形问题,传统的有限元法分析效果不佳,分析过程中易产生网格畸变,故基于无网格法对镁合金的等温锻造成形进行了模拟分析。利用LS-DYNA软件的无网格法分析功能,模拟分析了镁合金锻件的等温锻造成形过程,对比了镁合金在350、400和450℃这3种温度下的等温锻造成形结果,通过分析成形的等效应力云图,得出了镁合金更优的等温锻造温度,为450℃。结果表明：使用无网格法来分析金属成形中的大变形问题,可以较好地解决有限元法分析过程中产生的网格畸变问题。     

基于近似板料构形的全工序工具定位方法

进行板料成形的全工序仿真时,常因为工具的错误定位引起板料与工具间的初始穿透,导致求解失败。先将初始板料网格向凹模网格投影,然后采用建立滑动约束面的方法进行网格光顺,能够快速计算后续工序的近似板料构形,基于近似板料构形能够获得理想的工具初始定位。结合求解器的定位功能进行工具定位调整,实现了工具的准确定位,解决了全工序仿真中的初始穿透难题。通过对现代汽车前翼子板的成形进行全工序仿真,验证了本文方法的可行性。     

有限元法中间构形初始解预示的Laplace-Beltrami方程法

一步有限元法具有高效的计算能力,在板料成形模拟方面得到了广泛的应用,但它存在应力计算精度不足的问题。为弥补这一不足,通过增加中间构形的方式,人们提出多步有限元法。而中间构形需根据初始解迭代计算获得,因此,初始解预示算法是多步有限元法的一个关键问题。该文把中间构形解耦分解为弯曲变形和拉伸变形两个独立的变形过程,且将弯曲变形作为中间构形的初始解预示,改善了多步有限元法的稳定性;并根据大位移小应变理论,建立了节点的位移约束条件;进一步,首次通过Laplace-Beltrami方程的建立和求解,实现了中间构形初始解的快速预示,该方法易于编程实现,稳定性好。通过典型零件数值算例的高效准确计算,验证了该算法的可行性和有效性。