多层多波Ω形波纹管液压成形的数值模拟

对某两层四波Ω形波纹管的液压成形过程进行了有限元数值模拟,分析各层管坯成形后的应力场和应变场分布以及波高方向鼓波高度和壁厚减薄率。结果发现,波纹管液压成形过程中,卸载前最大等效应力出现在大圆弧上,卸载后最大等效应力出现在大圆弧与小圆弧过渡处;波纹管在液压成形过程中,最大塑性变形出现在波峰上,最大塑性应变达27%;波纹管液压成形过程中壁厚减薄严重,波峰处可达17%以上。将模拟所得的波形参数与实际液压成形结果相对比,成形厚度、波高方向鼓波高度等参数的相对误差均小于5%,说明采用有限元法对Ω形波纹管液压成形进行数值模拟是有效、可信的。     

椭圆截面管件充液压制变形与应力分析

预成形是内高压成形的关键工序,预制坯的形状直接影响到后续内高压成形的缺陷与壁厚分布。针对管件无内压支撑压制时因失稳导致的预制坯截面凹陷与尺寸不可控等问题,提出管件充液压制成形方法。对椭圆截面管件充液压制成形过程进行应力分析与试验研究,将充液压制与传统压制进行对比,分析充液压力和下压量对管件截面应力、壁厚及尺寸的影响。结果表明:管内充液可有效改善压制管件等效应力分布情况,充液压力越大,等效应力分布越均匀;相比于传统压制,充液压制过程中椭圆截面的壁厚变化并不明显,最大减薄处位于直壁部分中间区域,当充液压力为15 MPa时,其最大减薄率为2%;随着充液压力的增大,管件直壁部分的凹痕缺陷逐渐平复消失。     

滚轮滚速对非对称轮辋成形的影响

轮辋作为车轮的关键零件,其性能直接影响到车轮的优劣。目前钢制车轮得到迅速发展,滚压工艺作为钢制车轮轮辋主要的成形工艺,在生产中得到广泛的应用。针对某型号车轮轮辋截面轮廓形状不规则和厚度不均匀等问题,基于有限元软件ABAQUS/Explicit,建立了轮辋滚压成形三维仿真模型,研究了滚轮的滚速对非对称轮辋成形的影响。仿真结果表明滚轮的滚速会影响轮辋的截面轮廓形状和厚度。当上滚滚速较高时,轮辋轮缘处减薄率过高、厚度不均匀;当上滚滚速较低时,轮辋滚压效率低;当上滚滚速为200r/min时,轮辋各部分厚度达到设计要求,轮辋成形好。实验结果与仿真规律符合较好,为滚轮滚速的合理选择提供理论依据。     

卧式螺旋卸料沉降离心机转鼓的有限元仿真

应用VisualNastran有限元仿真软件对转鼓在各种载荷工况下的应力应变进行了仿真分析，并调整转鼓壁厚参数来研究参数的变化对转鼓的强度和径向变形的影响。仿真结果表明：转鼓的最大应力位于靠近大端鼓底的柱形筒体的内壁上；物料离心液压引起的最大应力和最大径向位移随着转鼓壁厚的减小而增大；转鼓自身质量离心力在壁内产生的最大应力和最大径向位移与鼓壁厚度无关。     

内高压成形矩形断面圆角应力分析

采用力学分析和数值模拟方法对圆角部位在内高压成形过程中的应力分布和变形机理进行分析,揭示出圆角和直边过渡区的减薄以及开裂的力学机理。提出内高压成形中圆角和直边的过渡区材料最易满足塑性屈服条件, 并发生厚度方向的压缩应变,因此在过渡区易发生剧烈的减薄变形;并且当管材壁厚与圆角半径的比值大于0．5 时,直边区和圆角区的屈服条件差别较大,引起变形不均匀性增大,更易导致过渡区的过度减薄和开裂。分析结果有助于指导内高压成形零件设计和工艺设计,改善矩形断面零件内高压成形件产品质量。     

AZ31B镁合金管材液压胀形数值模拟分析

基于管材轴向补料液压胀形技术,采用Dynaform有限元仿真软件对0.75mm厚的AZ31B镁合金管材的胀形过程进行了数值模拟分析。研究了模具圆角半径、液压力、模具间隙等工艺参数对镁合金管件壁厚分布和最大壁厚减薄量Δt的影响规律,并探索了相对合理的工艺参数。研究结果表明,镁合金管件的最小壁厚通常分布在最大胀形直径处,除非模具间隙过小;由于受到轴向作用力,管材两端会随模具间隙的改变而出现不均匀的壁厚增厚现象,并且受轴向压头作用的一端的壁厚增厚量相对较大;胀形过程中,当模具圆角半径为5mm,模具间隙为0.8mm时,获得的镁合金管件壁厚分布较均匀,成形效果较好。     

Q235覆管对AA5052铝合金基管颗粒介质胀形行为的影响

采用AA5052铝合金挤压管作内层基管、Q235碳素结构钢卷焊管作外层覆管的钢铝复合管对复合管颗粒介质胀形行为进行研究。通过塑性理论分析胀形过程中管间切向摩擦力及法向压力对基管应力大小的影响;利用数值模拟分析管间摩擦因数和覆管各向异性对基管的应变成形极限的综合影响,并给出单管、复合管胀形时的壁厚减薄情况和基管的应力、应变分布;通过管材颗粒介质内高压胀形试验,对比单管和复合管胀形条件下铝合金管的极限胀形比,分析复合管的变形协调性。结果表明：通过施加Q235碳素结构钢覆管,减小了AA5052基管胀形区中间截面处的双向拉应力,基管胀形区壁厚减薄变小,胀形比提高了22%,复合管下基管最大减薄率为17.5 %,成形性能显著提高。     

压力容器用钢再热裂缝研究

一、前言随着化工、石油、电力等工业的迅速发展,压力容器日趋大型化和厚壁化,为减轻重量和减薄壁厚,在压力容器中广泛使用低合金高强钢和珠光体耐热钢(铁素体抗蠕变钢)。高拘束度焊接接头的焊后最大残余应力,随所用钢材屈服限的提高而增加,一般会接近或达到钢材(或焊缝)的屈服限。残余应力是造成应力腐蚀裂缝、低应力脆性破坏的主要原因之一,因此,根据使用要求,许多容器和焊接结构都要求进行消除应力热处理。     

基于有限元分析法的液压制动钳耐压性能仿真

利用Solidworks软件建立液压制动钳活塞和钳体的3D模型,在ANSYS Workbench软件中对液压制动钳耐压性能进行有限元分析仿真。在12MPa均匀正常工作载荷仿真中,钳体最大应力为238.56MPa,最大应变0.05mm;活塞最大应力为164.71MPa,最大应变量为0.04mm。在35MPa均匀过载载荷仿真中,钳体最大应力为543.94MPa,最大应变量为0.15mm。活塞最大应力为481.04MPa,最大应变量为0.13mm。试验结果表明,正常载荷下制动钳处于材料允许载荷下不会损坏,过载载荷下制动钳在薄弱区会出现损坏。     

薄壁管数控弯曲应变的网格法研究

采用网格法,对50mm×1mm×R100mm(管径×壁厚×弯曲半径)的LF2M和1Cr18Ni9Ti薄壁管数控弯曲中弯管三向应变分布规律进行了研究,结果表明:LF2M弯管最外侧切向拉应变大于1Cr18Ni9Ti弯管的最外侧切向拉应变,而最内侧压应变前者小于后者,导致与1Cr18Ni9Ti弯管相比,LF2M弯管的最外侧壁厚减薄应变大,最内侧增厚应变小;薄壁管小弯曲半径数控弯曲成形中,周向应变不可忽略,其值最大可达最大切向应变的1/3;随着弯曲角度的增大,弯管三向应变均增大,但周向应变增幅小于切向应变与厚向应变的增幅;LF2M弯管切向最外侧拉应变大于其最内侧压应变,1Cr18Ni9Ti弯管切向拉、压应变相差不大,导致前者最外侧壁厚减薄应变大于其最内侧增厚应变,而后者的壁厚减薄应变与增厚应变相差不大。