大型曲轴弯曲镦锻过程的热力耦合分析

针对三维非稳态热变形过程 ,研究了热力耦合分析时的关键技术 ,并提出了相关算法。通过对大型曲轴RR法镦锻过程的三维刚粘塑性有限元热力耦合数值模拟 ,分析了温度场变化对毛坯内塑性变形分布及其成形尺寸的影响 ,为优化模具设计和提高成形质量提供了可靠的理论依据。     

大型曲轴弯曲镦锻过程的热力耦合分析

针对三维非稳态热变形过程,研究了热力耦合分析时的关键技术,并提出了相关算法。通过对大型曲轴RR法镦锻过程的三维刚粘塑性有限元热力耦合数值模拟,分析了温度场变化对毛坯内塑性变形分布及其成形尺寸的影响,为优化模具设计和提高成形质量提供了可靠的理论依据。     

圆柱体平板间镦粗的热力分析

金属塑性成形是一种典型的热力耦合过程 ,本文在推导塑性成形过程中温度场控制方程的基础上 ,探讨了成形过程中的势力耦合效应。运用有限元方法 ,对弹塑性圆柱体平板间镦粗过程中温度场和等效应变场的变化规律进行了数值模拟 ,讨论了成形速度和坯料初始温度对成形过程的影响。     

铝型材挤压过程有限元数值模拟

采用三维刚粘塑性有限元方法,对一典型的铝型材非等温成形过程进行了数值模拟。分析了铝材挤压的３个不同成形阶段,给出了成形各阶段的应力、应变和温度场分布情况以及整个成形过程中模具载荷随成形时间的变化情况。这些模拟结果为铝型材挤压的模具设计和设备选取提供了重要的依据。同时,还对三维塑性变形的有限元数值模拟中关键技术的处理方法进行了探讨     

圆柱螺旋齿轮温精密成形的三维热力耦合温度场有限元分析

利用三维造型软件Pro/EngineerWildfire对圆柱螺旋齿轮及其成形模具进行三维建模;采用三维热力耦合有限元数值模拟技术,使用有限元数值模拟软件Deform-3D对圆柱螺旋齿轮的温精密成形过程进行了三维刚粘塑性有限元数值模拟,分析了齿轮在温精密成形过程中温度场的分布情况,得到了齿轮温度场分布的规律,为圆柱螺旋齿轮温精密成形技术在工业生产中的应用提供了有效参考。     

三维热耦合刚粘塑性有限元数值模拟技术的开发和应用

刚塑性有限元法是模拟热塑性变形的有效手段。本文介绍了可在工作站和微机上运行的三维热刚粘塑性有限元软件及其功能与特色，讨论了软件主要的理论依据和微机化过程。该软件可以进行加热和冷却过程中的温度场模拟，高温下金属塑性成形的速度场和温度场（包括上、下模具）的耦合计算、非稳态塑性成形过程分析；还可模拟和预测金属在热加工中的再结晶过程和内部组织的变化规律。应用所开发的软件，对中心压实法、高温镦粗、拔长、扩孔等三维锻造工艺进行了数值模拟。文章最后实验测定了ＪＴＳ锻造工艺的温度场和三维镦粗试件的晶粒度分布，实验值与模拟值的对比结果表明，数值模拟的结果是可靠的。     

连续挤压成形过程的温度场研究

在连续挤压成形过程中 ,摩擦力为驱动力 ,变形体和模具接触面上的摩擦功和塑性变形功不断转化为热能 ,使得变形体在塑性变形的同时 ,与模具及周围环境进行热交换 ,促使变形体和模具内的温度场不断发生变化 ,这种温度的变化对模具和变形体的性能又有强烈的影响。因此 ,对连续挤压成形过程中变形体和模具的温度场的准确预报和控制 ,将有助于连续挤压产品的内部质量和尺寸精度的提高。本文在分析连续挤压技术特点的基础上 ,采用刚粘塑性有限元模型 ,重点分析了连续挤压摩擦力学模型和热力耦合模型 ,组建了一个有关连续挤压的计算机仿真系统 ,对连续挤压的成形过程进行了计算机仿真 ,得出了有关连续挤压全过程的温度场。     

金属成形过程的无网格热力耦合分析

在中高温条件下的塑性成形过程模拟中,考虑温度对材料性质的影响非常重要.基于刚粘塑性材料假设,提出了金属成形过程的无网格热力耦合分析方法,推导给出了无网格方法应用于金属成形过程热力耦合分析的理论公式及相应的模拟分析步骤,采用集中热容方法解决了在瞬态温度场分析中的温度常震荡的问题,并编写了相应的分析程序.应用建立的方法对典型塑性成形过程进行了无网格方法分析,并与有限元方法分析结果进行了比较,验证了本文所建立方法的可行性.     

铜母线连续挤压扩展成形过程的三维有限元数值模拟

针对铜母线连续挤压扩展成形过程,采用刚-粘塑性有限元法,基于Deform-3D软件平台,进行三维有限元数值模拟,以揭示金属的塑性变形行为,从而为模具设计提供理论依据。通过有限元模拟,获得了铜母线连续挤压扩展成形过程的金属流动过程和详尽的应力场、应变场、温度场和速度场分布,并分析了成形的物理场分布与实际变形过程的关系,初步得到了工模具结构的改进方案。     

汇气管热模拔成形热力耦合分析

采用弹塑性大变形热力耦合有限元法理论,应用有限元仿真软件ABAQUS,建立了汇气管热模拔有限元模型,研究了直径Φ508 mm、壁厚18 mm汇气管热模拔成形工艺过程。重点分析了不同温度场下热模拔成形过程中汇气管的应力应变及形变位移,得到了热模拔成形工艺最佳的温度场。研究分析表明:对于低碳钢汇气管,一般热拔制成形的最佳温度场控制在1000℃左右;拔制过程中,加热拔制区域的材料的塑性变形符合材料塑性行为的三个特征:初始屈、塑性应变增长和塑性强化;拔制成形后,管件的最大残余应力出现在拔制椭圆孔短轴附近,但都满足低碳钢的失效强度。最后,对比有限元模拟结果与实验结果获得了很好的一致性,验证了模拟的可行性。     

钟形罩多工序温热锻造成形与温度场的耦合分析

温热成形中温度显著影响成形过程。本文在考虑热力耦合的基础上 ,采用刚粘塑性有限元法 ,分析了钟形罩多工序温热成形的多物理场和变形规律。其结果表明 ,多工序温热成形有限元模拟对成形温度的选择有着指导和参考作用     

高温合金旋压塑性变形稳定性试验研究

通过高温合金管材不同旋压变薄率的试验，探讨了常用高温合金的旋压工艺参数。在高温合金管材可旋性试验的基础上，有效控制塑性变形的稳定流动，可以旋压高精度薄壁管材。当坯料退火以后，经旋压工艺参数优化，可提高变形区金属三向塑性流动的稳定性，并有助于获取尺寸精良的管材。     

大塑性变形材料晶界研究方法的新探索

为研究在大塑性变形过程中超细晶粒结构形成的机理 ,设计并熔铸了含微量Zr、B的Al合金Al 0 2 7wt%Zr 0 0 6 4wt%B合金 ,该合金中晶界上分布有大量的B2 Zr细小化合物颗粒 ,晶内则几乎没有B2 Zr分布。通过室温轧制及热锻后退火实验表明B2 Zr具有很高稳定性 ,而且再结晶后B2 Zr仍位于原变形后的位置 ,不随再结晶晶界的迁移而迁移 ,证明了该合金可用于大塑性变形过程中晶粒变形细化过程及再结晶和晶粒长大的研究     

等速万向节滑套温挤成形工艺缺陷分析

针对滑套精锻成形中，存在的反挤压冲头弯曲失效及精锻件表面出现折叠等问题，建立了弹塑性热力耦合有限元模型。通过对滑套的镦挤和反挤过程进行数值模拟分析，找出了出现上述问题的原因，提出了改进措施。     

差温无模预成形锻造的有限元模拟研究

利用热力耦合有限元方法 ,对AISI10 4 5钢圆柱体坯料在环形加热源局部加热下的差温无模预成形锻造过程进行了模拟研究。模拟结果表明 ,在坯料中获得和控制大梯度分布的不均匀温度场是实现无模预成形锻造的关键。复杂零件成形必须合理地组合加热源和冷却源 ,以便产生所需的温度梯度场。在快速变形条件下 ,变形过程中的持续加热对金属的流动影响甚微 ,变形前的温度分布基本上决定了金属的流动 ,但在慢速变形条件下 ,变形过程中的持续加热对金属的流动产生一定的影响 ,其影响程度视零件复杂程度而异。从该文研究结果可以预见 ,差温无模锻造可以发展成为一种无模锻造制坯新工艺     

塑性成形过程温度场热力耦合数值模拟方程式的建立

本文基于冷塑性变形过程中热效应的影响 ,将热和力的相互影响耦合在一起 ,采用有限单元法推导出求解温度场的热力耦合数值模拟方程式。     

角钢蝶式孔限制宽展的三维有限元分析

角钢轧制中常采用闭口蝶式孔型。由于有孔型侧壁的作用 ,金属在孔型中的横向流动受到了一定的阻碍。本文应用 MARC/ Autoforge非线性有限元软件 ,采用大变形弹塑性有限元热力耦合的方法模拟了角钢在蝶式孔轧制过程中金属的流动情况 ,分析了孔型的侧壁对金属流动的影响。模拟计算结果和现场实际角钢轧制情况的对比说明二者是吻合的。本文的研究可为孔型宽度的正确设计提供依据。     

圆柱体扭压成形的热力耦合分析

扭压成形工艺和一般镦粗相比有许多优点［１～３］。考虑到成形过程中温度与变形间的热力耦合效应，作者运用刚粘塑性有限元方法，详细分析了高温下圆柱体的扭压成形的变形规律。结果表明：扭压成形能降低成形压力，促使变形均匀，增加变形量；成形的温度、摩擦和变形速度对整个变形过程都产生较大的影响。     

电场时效对2024铝合金尺寸稳定性的影响

研究了电场时效处理中电场强度对2024铝合金的微屈服强度和微变形行为的影响。结果表明，适当的电场时效工艺可有效的提高2024铝合金的微屈服强度，而且提高了合金微变形阶段的应变指数，可作为2024铝合金的一种新的尺寸稳定化处理工艺。     

板料n值测量方法的研究

在板料冲压成形过程中 ,板料的硬化指数n值具有十分重要的意义 ,因而n值的测量无论对理论研究还是对工程实践都非常必要。因此 ,涌现出众多的硬化指数n值的测量方法。到目前为止 ,常用的测量方法主要有一点法、两点法、阶梯形试件拉伸法等。这些方法各有其优缺点 ,其共同不足就是用这些方法测定的n值反映的只是均匀塑性变形阶段的硬化性能。为此 ,本文基于常规单向拉伸试件在拉断后出现的锥形现象 ,以拉伸过程中的3个特征点 (屈服之后靠近屈服的一点、最大载荷时刻的点和断裂时刻的点 )为基础 ,提出了一种测量n值的新方案———三点法。在此方案中 ,用 3个特征点表征的两个n值分别描述了板料在均匀塑性变形阶段和随后大塑性变形阶段的硬化性能 ,而大塑性变形在板料成形过程中是必不可少的。本文通过对软钢板、紫铜板等进行的试验研究 ,证明了此方案是可行的。而且 ,作为板材成形性重要参数的r值也可以在试验中同时获得