基于修正Johnson-Cook模型的C5191-H磷青铜高速冲裁本构关系

针对高速冲裁过程中材料的应变硬化、应变速率强化、热软化效应数据难以获取,无法建立物理仿真动态模型的问题,利用Gleeble-3500热模拟试验机和分离式Hopkinson拉杆装置对C5191-H磷青铜分别进行应变速率为1、500、1000和1500 s-1、温度为20～400℃的拉伸试验,利用试验数据拟合并修正了经典的Johnson-Cook动态方程,并在高速冲裁数值模拟中验证了修正后的本构方程的有效性。结果表明:C5191-H磷青铜拉伸变形时呈现出明显的应变硬化和应变速率敏感性;利用试验数据拟合并修正应变强化项的Johnson-Cook动态本构模型,此模型具有较高的大应变、高速率、热效应本构关系描述精度,并能较好地描述该材料的高速冲裁物理仿真过程。     

精密冲裁成形仿真技术研究进展

精密冲裁是在普通冲裁基础上发展起来的一种先进的金属精密塑性成形工艺,是一个局部剧烈塑性大变形的过程.材料在狭小的凸凹模间隙附近形成塑性剪切带,发生剧烈的剪切流动,使成形过程的数值模拟存在许多难点.本文从延性损伤、韧性断裂准则及裂纹萌生与扩展仿真3个方面回顾了相关技术在精密冲裁成形过程数值模拟中的研究进展.     

C5191磷青铜的动态拉伸性能和变形机制（英文）

为了探讨C5191磷青铜在高应变速率条件下的动态响应,解决高速冲压工艺问题,利用电子万能材料试验机和分离式Hopkinson拉杆装置对C5191磷青铜分别进行应变速率为0.001和500、1000、1500 s~(-1)的准静态和动态拉伸试验,结合SEM和TEM等手段,研究了C5191磷青铜的动态拉伸性能及其变形机制。结果表明:C5191磷青铜高应变速率动态拉伸与准静态条件相比较,其屈服强度和抗拉强度分别提升了32.77%和11.07%;应变硬化指数由0.075增加到0.251;材料强度的应变速率敏感指数由0.005变化到0.022,呈现出明显的应变速率敏感性;高应变速率动态拉伸过程中,位错运动速度加快,导致位错"近程阻力"加大,使C5191磷青铜的变形抗力随着应变速率的增加而增大。可动位错数量的显著增多,多系滑移的开启,以及绝热温升软化效应在一定程度上提高了C5191磷青铜高应变速率动态拉伸时的塑性。     

C5191磷青铜高应变速率条件下的拉伸性能和变形机制

为了探讨C5191磷青铜在高应变速率条件下的动态响应,解决高速冲压工艺问题,本文利用电子万能试验机和分离式Hopkinson拉杆装置对C5191磷青铜分别进行应变速率为0.001S-1和500S-1、1000S-1、1500S-1的准静态和动态拉伸试验,结合SEM和TEM等手段,研究了C5191磷青铜的动态拉伸性能及其变形机制。结果表明：C5191磷青铜高应变速率动态拉伸与准静态条件相比较,其屈服强度和抗拉强度分别提升了32.77%和11.07%;应变硬化指数由0.075增加到0.251;材料强度应变速率敏感指数由0.005变化到0.022,呈现出明显的应变速率敏感性;高应变速率动态拉伸过程中,位错运动速度加快,导致位错“近程阻力”加大,使C5191磷青铜的变形抗力随着应变速率的增加而增大。可动位错数量的显著增多,多系滑移的开启,以及绝热温升软化效应一定程度上提高了C5191磷青铜高应变速率动态拉伸时的塑性。     

模具间隙对黄铜薄板冲裁断面质量的影响研究

为提高汽车连接器端子金属件冲裁断面质量,满足尺寸小、精度高的要求,以0.3mm厚的黄铜薄板为研究对象,通过模拟分析与试验研究相结合来分析模具间隙对冲裁断面质量的影响。通过更换凸模改变冲裁间隙,完成在不同冲裁间隙条件下的研究,采集并分析间隙对断面质量影响数据。结果表明,冲裁间隙越小,光亮带占板厚的百分比越大,单边间隙小至1%t时,会出现微细裂纹;单边间隙为2%t时,冲裁断面光亮带大小合适,没有明显裂纹和毛刺,可以作为模具设计的参考。     

基于正交试验的板料预切冲裁断面质量优化

以离合器中的冲压零件为分析对象,选择预切冲裁深度、冲裁间隙以及冲裁速度为影响因素,以光亮带长度作为评价指标,建立4因素3水平正交试验,利用Deform-2D仿真软件对不同冲裁工艺参数组合下的板料预切冲裁断面质量进行了有限元模拟。通过正交试验的极差分析得知,冲裁工艺参数对板料预切冲裁断面质量的影响程度分别为:冲裁间隙冲裁速度预切冲裁深度。研究得出板料预切冲裁的最优工艺参数组合为:预切冲裁深度为0.15 mm,冲裁间隙为8%t,冲裁速度为15 mm·s-1,光亮带长度的模拟值为0.83 mm。借助冲压级进模进行冲裁试验,光亮带长度的试验值为0.738 mm,其与有限元模拟值之间的相对误差为12.5%,可为企业的实际生产提供指导。     

2A12铝合金临界损伤值测定及试验验证

基于Normalized Cockcroft&Latham损伤准则,采用Gleeble Fracture Limit(GFL)试验方法测定了2A12铝合金在常温及应变速率为0.01、0.1、1和5 s~(-1)条件下的临界损伤值,研究了应变速率对2A12铝合金临界损伤值的影响。为验证试验测定的临界损伤值的准确性,以应变速率1 s~(-1)为例,利用高速摄像系统以100 fps的速度原位观测缺口试样在压缩过程中的动态损伤开裂行为,标定了裂纹萌生时刻的临界变形量为57.2%,结合数值模拟方法反推试样达到临界变形量时的最大损伤值即为材料的临界损伤值。结果表明,GFL试验测定的临界损伤值与数值模拟得到的临界损伤值的相对误差为0.3%,因此采用GFL试验方法测定的临界损伤值比较准确。     

基于响应曲面法的QSTE460板料冲裁工艺参数优化

以冲压零件作为分析对象,基于响应曲面法设计板料冲裁的模拟试验,利用DEFORM-2D模拟软件对板料的冲裁变形过程进行有限元模拟,建立了冲裁工艺参数与冲裁断面光亮带长度之间的数学模型。通过模拟结果的分析得知:冲裁间隙与模具刃口圆角半径对光亮带长度的交互式影响最大。将冲裁速度、冲裁间隙以及模具刃口圆角半径作为设计变量,以光亮带长度作为优化目标,利用Design Expert软件对响应曲面模型进行优化,得到板料冲裁的优化参数:冲裁速度为14.04 mm·s-1,冲裁间隙为8.99%t(t为板料厚度),模具刃口圆角半径为1.25%t,光亮带长度的响应值为0.834 mm。此外,利用冲压模具进行试验验证,试验值与响应值之间的相对误差为11.8%,验证了响应曲面法应用于板料冲裁工艺参数优化的准确性。     

锥形弹簧垫片断裂失效分析

通过观察锥形弹簧垫片的断裂位置与断口形貌,结合金相组织、化学成分、显微硬度等试验结果,确定该垫片的断裂类型为低应力疲劳断裂。断裂原因为外圆光亮带较小和外圆面粗糙,它们分别由冲裁间隙过大引起和冲压成型后表面修复不充分造成。它们形成严重的微区应力集中,在动载荷的作用下萌生微裂纹,导致疲劳断裂。     

基于光亮带长度的冲裁凸模磨损的仿真预测

磨损是冲裁模具常见的一种失效形式,以预减振盖板零件为分析对象,利用Pro/E软件建立板料冲裁的几何模型,应用Deform-2D模拟软件对板料的冲裁过程进行有限元仿真,分析了冲裁过程中的应力分布状态,研究了冲裁工艺参数对零件光亮带长度及凸模磨损深度的影响。仿真结果表明:光亮带的长度随着冲裁间隙与凸模刃口圆角半径的不断增大而减小,而随着冲裁速度的逐渐增大而增加;凸模的磨损深度随着冲裁间隙的不断增加而减小,而随着凸模刃口圆角半径与冲裁速度的增大呈现出逐渐增加的变化趋势。此外,设计了一副冲压级进模进行试验验证,光亮带长度的模拟值与试验值分别为0.569与0.518 mm,两者之间的相对误差为9.85%,从而验证了利用光亮带长度间接衡量模具磨损情况的可行性。     

汽车用灯头的注射模设计

针对汽车用塑料灯头的结构特点与工作环境,分析了灯头结构的复杂性、材料性能、注射工艺条件。合理地设计了注射成型模具,采用了组合式动模型芯来完成内孔的复杂成型,同时采用组合式侧抽芯来完成外侧面的卡钩与上面的穿线孔的成型,简化了模具的结构。     

孔用弹性挡圈多工位级进模设计

介绍1副用于制造孔用弹性挡圈的模具,对冲压工艺、工艺方案以及模具结构形式、排样和压力中心等作了详细分析,并设计了孔用弹性挡圈模,模具结构合理,具有一定的参考价值。     

气门锻模渗硼工艺研究

针对3Cr2W8V钢制造的锻模,常规热处理后因变形或模腔起皱而失效,效率低、成本高等缺点,提出对气门成型锻模进行渗硼强化工艺研究,找到了适合于锻模渗硼的热处理工艺。锻模使用结果表明,使用寿命是原淬火+回火的2倍,社会效益与经济效益明显提高。     

基座类注射模型芯定位方法

分析了基座成型的特殊性 ,从多年的工作实践中总结了一套利用制件特征解决此类模具型芯定位的方法。所举的实例对其它类型产品的型芯以至于扩展到各种定、动模镶件的定位结构具有一定的参考意义。     

内冷铁在美国GE轴颈箱铸件上的应用

通过美国GE公司轴颈箱铸件内冷铁 生产试验，指出铸钢件内冷铁尺寸采用局热节模数法，按熔合状态计算或查列线图确定简便、准确、实用。内冷铁尺寸偏大，兼作拉筋使用时阻碍铸件收缩，易引起铸件裂纹。内冷铁被金属液包围状态比非包围状态引起铸件裂纹的倾向要小。     

洗发液瓶盖注射模设计

通过对洗发液瓶盖的使用要求与成型工艺进行分析,确定了3次分型的模具结构设计。利用Moldflow软件模拟分析后,确定了模具最佳浇口位置和浇注系统结构,可实现塑件的大批量自动化生产。