基于SolidWorks的CAPP系统的研究与设计

针对传统CAPP系统只能完成定性的工艺设计工作、无法共享设计阶段的设计结果、对企业已有产品资源重用和对具体的工序设计支持较弱的现状，从信息集成、产品资源重用和系统应具备的功能出发，对PDM平台数据模型进行了分析；以SolidWorks为设计环境，对系统的体系结构、主要功能和工艺设计的思路、流程进行了分析和讨论；最后对系统实现的关键技术进行了论述。     

基于SolidWorks的变型工艺设计系统的研究

针对传统CAPP系统对企业已有产品资源重用和具体的工序设计支持较弱的现状,从信息集成、产品资源重用和系统应用具备的功能出发,对PDM平台数据模型进行了分析;以Solid-Works为设计环境,对系统的体系结构、主要功能和工艺设计的思路、流程进行了分析和讨论;最后对系统实现的关键技术进行了论述。     

PDM环境下基于产品配置的三维CAPP系统的研究

目前工艺设计主要基于二维CAD系统,与三维CAD系统的集成处于起步阶段.同时针对传统CAPP系统只能完成定性的工艺设计工作、无法共享设计阶段的设计结果、对企业已有产品资源重用和对具体的工序设计支持较弱的现状,从信息集成、产品资源重用和系统应具备的功能出发,对PDM平台数据模型进行了分析;以SolidWorks为设计环境,对系统的体系结构、主要功能和工艺设计的思路、流程进行了分析和讨论;最后对装配信息模型、图示化装配工艺环境等系统实现的关键技术进行了论述。     

基于Teamcenter的结构化工艺编制系统开发及研究

针对非结构化工艺设计中工艺数据无法快速解析与重用，难以进行工艺统计及分析等问题，研究开发了基于Teamcenter的结构化工艺编制系统，构建了工艺资源库，实现工艺资源的统一存储和调用；基于Teamcenter开发了总工艺、各专业工艺和工序工步创建功能，并开发了工艺编制系统与其他系统的集成接口，实现工艺数据的结构化传递，进而提升工艺的重用效率和质量。     

机械产品经验、教训重用研究

为了将企业资源更好地应用于机械产品创新设计平台,在对设计实践和设计重用分析的基础上,对经验教训重用系统建模、设计经验重用过程模型流程进行了研究,提出了由设计支持库和设计重用于系统构成的设计经验重用模型,并给出了相应的模型流程。该研究为机械产品创新设计平台的建立与完善奠定了坚实的基础,为制造业设计人员更充分、合理地利用企业资源提供了理论依据。     

基于机械产品的设计重用研究

为了将企业资源更好地应用于机械产品创新设计平台,在对设计实践和设计重用分析的基础上,对设计重用系统建模,设计重用过程模型流程进行了研究,提出了由支持库和设计重用子系统构成的设计重用模型,并给出了相应的模型流程。该研究为机械产品创新设计平台的建立与完善奠定了坚实的基础,为制造业设计人员更充分,合理地利用企业资源提供了理论依据。     

PDM环境下基于SolidWorks的变型设计及自动装配系统

在大批量定制环境下，基于PDM平台开发支持产品快速组合设计的变型设计系统，可明显地提高企业设计资源的重用，从而缩短订单产品的设计时间；在综述了系统平台的体系结构和运行流程后，概述了运行平台各子系统的主要功能；在此基础上详细阐述了SolidWorks系统与运行平台的集成、设计与工艺信息的集成、零部件的变型设计和产品模型图的自动装配技术。实践证明，在PDM框架下，通过三维CAD系统的API所开发的设计系统可明显地提高企业设计资源的重用，并缩短订单产品的设计时间。     

基于知识融合的虚拟产品重用设计研究

利用产品结构和功能的相似程度，分析了系统建模时的模型变异引起的复杂性和设计人员对重用设计的期望可信度值等综合因素，提出了重用设计可用度，建立了数学模型。用EONSDK和VC＋＋6．0开发了虚拟环境下重用设计系统，实现基于知识融合的重用设计。     

基于模板定制的零件工艺变型设计研究

针对传统CAPP系统对企业已有产品工艺知识重用较弱的现状,从产品工艺资源重用的角度出发,以回转类零件为例,在分析其结构特征和总结工艺特点的基础上,提出基于模板定制的方法,分别采用典型参数化工艺模板和典型实例工艺模板进行新零件工艺设计,即在工艺模板与零件之间建立参数关系,实现参数化驱动零件加工工艺。并充分利用企业中已有的成熟工艺设计方案、工艺流程以及工艺资源,以尽可能小的修改代价、尽快的速度变型出所需要的设计工艺。最后给出了实例。     

面向大规模定制设计的资源可重用模型及过程

设计资源管理的目的是为了提高产品设计资源的可重用性。通过建立设计资源的分层多视图可重用模型MLVRM，实现了将设计资源的底层结构信息与高层特征信息、结果信息和过程信息相互集成。设计资源库是进行设计资源的可重用模型组织和管理的有效途径，设计者可以根据重用的层次查找和浏览可重用设计资源，为可重用设计和配置设计提供可操作的数据平台。     

变径管内高压成形有限元模拟

变径管是航空、汽车工业领域常用零件,用来输送压力油、冷却等。通过建立相应的内高压成形有限元模拟模型,用M SC.M arc有限元分析软件进行模拟分析,研究了变径管成形过程的基本变形特征、成形参数的影响规律。模拟分析得知适当地提高变形速率、减少减薄区变形持续时间有缓解该处过度减薄的作用,轴向进给应在减薄前进行补料,而不应在变形的同时补充所需金属。     

工艺参数对21-6-9高强不锈钢管数控弯曲壁厚减薄影响的显著性分析

为实现21-6-9高强不锈钢管数控弯曲精确成形,提高其成形质量与成形极限,需要对弯曲过程中壁厚减薄进行有效控制。基于ABAQUS/Explicit有限元软件平台,建立了21-6-9高强不锈钢管数控弯曲三维弹塑性有限元模型,并对其可靠性进行了验证。通过有限元模拟和正交试验,研究了工艺参数对21-6-9高强不锈钢管数控弯曲壁厚减薄影响的显著性及规律。结果表明,影响壁厚减薄的显著性工艺参数依次为芯棒伸出量、管材与芯棒间隙、管材与防皱块摩擦因数、管材与芯棒摩擦因数、管材与压块摩擦因数和弯曲速度,其影响规律为：壁厚减薄率随着芯棒伸出量、管材与防皱块摩擦因数、管材与芯棒摩擦因数、管材与压块摩擦因数、弯曲速度的增大或管材与芯棒间隙的减小而增大。采用多元线性回归方法建立了最大壁厚减薄率与显著性工艺参数之间的回归预测模型,经对比验证,回归预测模型结果与正交试验结果之间的相对误差不超过5%。     

球形件反复拉深成形工艺有限元模拟及试验

提出了球形件反复拉深成形工艺,对该工艺进行了有限元模拟与试验验证。与一次拉深成形工艺进行了对比分析,结果表明：凹模圆角区与法兰区应力状态及大小基本相同,但在球底区,反复拉深时径向应力和周向应力都远小于一次拉深的应力,球底区径向应力和周向应力基本为压应力或很小的拉应力;反复拉深时球底区厚度方向应变明显减小,一次拉深、二次反复拉深、三次反复拉深成形的制品最薄点减薄率分别为0.189、0.122、0.049,三次反复拉深可实现近等壁厚制品的拉深成形。该工艺与筒底冷校形工艺相结合,可实现近等壁厚深筒形零件的拉深成形。     

Bursting failure prediction in tube hydroforming processes by using rigid–plastic FEM combined with ductile fracture criterion

The most common failure in tube hydroforming is the bursting failure due to excessive thinning of large deformation. To evaluate the forming limit of hydroforming processes, the Oyane's ductile fracture integral I was introduced and calculated from the histories of stress and strain according to every element by using the rigid–plastic finite element method. The region of fracture initiation and the forming limit for three hydroforming processes, such as a tee extrusion, an automobile rear axle housing, and a lower arm under different forming conditions are predicted in this study. Also it is shown that the material parameters used in the ductile failure can be obtained from the experimental forming limit diagram. From the results, the prediction of the bursting failure and the plastic deformation for the three hydroforming examples demonstrates to be reasonable so that this approach can be extended to a wide range of practical tube hydroforming processes.     

Analysis of deep drawing of sheet metal using the Marform process

This paper deals with the deep drawing of metal cups using the Marform process. Using this technique, higher limiting drawing ratios can be obtained compared with the conventional deep drawing process. The analytical model of the process is presented initially, followed by the finite element simulations using ABAQUS software. A new friction model based on local contact conditions is presented and used in the finite element (FE) simulations of the process. Compared with traditional Coulomb friction model, the results of the FE simulations with the new friction model showed good correlation with experimental results. The results showed that the maximum thinning occurs at the punch profile portion, and by increasing the forming pressure, thinning of the sheet metal propagates from the punch profile portion to the side wall. At low forming pressures, wrinkles appear in the flange, whilst at higher pressures, fracture is the main defect of the Marform process.     

Thickness distribution and design of a multi-stage process for sheet metal incremental forming

Sheet incremental forming (ISF) is a promising technology. It is inexpensive and does not require particular dies. Sheet thinning, however, has always been one of the forming defects which impede the process’s wide application. Although a multi-stage forming process is supposed to be effective to deal with this problem, it is still uncertain how the process can reduce thickness thinning and there is no applicable rule to determine the favorable number of forming stages. In this work, based on a truncated cone, a finite element method (FEM) model for a double-pass forming was established first. Unlike simplifications in previous studies, with the process of the three-dimensional coordinates in numerical controlled (NC) machining code, the tool trajectory in this simulation model is the same as that in real work. With this approach, it was expected to gain reliability of the simulation result, and then this simulation result and a single-pass forming result were analyzed. The results of the analysis indicate that more uniform thickness distribution in the double-forming process largely benefits from the increase of the total plastic deformation zone. Finally, under the condition of constant volume in deformation, an equation was proposed to work out the right number of necessary forming stages and the rule of this equation was verified with a relatively complex product.     

含多局部减薄缺陷压力管道的安全评定方法讨论

局部减薄是压力管道常见的一种体积型缺陷,在管道的服役过程中不仅会出现单个局部减薄缺陷,甚至会有多个局部减薄缺陷。通过有限元方法模拟内压作用下含双局部减薄缺陷管道获得其极限载荷,讨论了在不同的轴向和环向排列方式以及不同的局部减薄相对深度下,两局部减薄缺陷间的距离对压力管道极限载荷影响程度的差异。然后对所计算模型应用API 579-1 ASMEFFS-1—2007《适合服役》与GB/T19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》中对多局部减薄(凹坑)处理方法进行评定,并与有限元得到的结果进行比较,发现两评定规范既存在着保守性,也存在着不安全性。最后对两评定规范所论述的方法进行修正,提出了一种新的用于内压作用下含多局部减薄缺陷管道的多局部减薄处理方法。     

A rigid plastic finite element perturbation method for the effective prediction of the influence of the change in parameters in the constitutive equation upon deformation behaviour

In order to predict the influence of change in parameters in the constitutive equation upon deformation behaviour, a rigid plastic finite element perturbation method is developed. The change of such field variables as velocity, pressure, forming force and so on are expressed in terms of a power series of the perturbation of the parameters. The coefficients of the series are determined by solving the rigid plastic finite element perturbation equations. Several examples are presented to illustrate the advantages of using the proposed method to solve specific problems in preference to the conventional rigid plastic finite element method.     

不同模具组合对0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管数控弯曲成形质量的影响

采用有限元法研究了不同模具组合下0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管数控弯曲应力应变分布、壁厚变化和截面畸变规律。研究结果表明：在弯曲模、夹块和压块组成的基本模块的基础上,添加防皱块会导致等效应力、切向拉应力和切向拉应变增加,而切向压应力、等效应变和切向压应变减小;添加芯棒会导致切向应力和等效应变减小,而等效应力和切向应变增大;同时添加防皱块和芯棒则会导致等效应力、切向应力和切向应变增大,而等效应变减小。添加防皱块会导致弯管截面畸变率增大,但对壁厚变化率影响不大;添加芯棒能够有效抑制弯管截面畸变,且壁厚减薄率仅为9.0%~9.15%,远小于15%的航空标准。综合考虑0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管数控弯曲成形质量和生产成本,可确定出最优的模具组合为弯曲模+压块+夹块+芯棒。     

多工步橡皮成形工艺过程数值模拟研究

采用非线性有限元分析软件对复杂飞机舱门内衬板零件的橡皮成形过程进行计算机模拟。涉及到模拟算法的选择,多工步成形与回弹的数据处理技术,多个工步成形工艺设计,摩擦算法、罚参数的确定;预示和分析了3个工步的模拟过程中板料回弹,材料变薄,起皱,板料贴模的影响因素。