汽车后立柱外板成形工艺分析及多目标优化

为解决某车型后立柱外板成形中出现的成形不足、起皱和破裂等问题,采用中心复合试验设计(CCD)和数值模拟相结合的方法,分析成形过程中拉延筋阻力系数和压边力对下部立柱外板成形质量的影响规律。并以成形性能Z_1、流入量Z_2和零件厚薄均匀性Z_3为优化目标,以拉延筋阻力系数和压边力为优化因素,借助Design-Expert、MATLAB等软件,构建4因素5水平的二阶响应面模型,再采用多目标优化求得最优工艺参数组合:拉延筋X_1=0.60、X_2=0.61、X_3=0.64和压边力F_0=390 k N。实际生产结果表明,采用最优的生产工艺参数组合,可获得厚度均匀、无破裂无起皱的后立柱外板零件。     

MCA法模拟研究骨料对混凝土靶抗弹性能的影响

采用自行研制的移动元胞自动机法数值软件,对弹以700 m／s的速度垂直侵彻骨料含量(质量分数)为20％,40％,60％三种配比混凝土靶的过程进行二维数值模拟计算。数值模拟结果表明,侵彻过程是一个局部破坏过程,侵彻点附近骨料的含量及分布对混凝土靶抗弹性能影响较大,并得到了侵彻深度与冲击速度的关系曲线,从而说明了本计算方法是计算和模拟高速侵彻问题的有效工具。     

基于RMS的汽车行李舱门外板成形质量控制

针对某汽车行李舱门外板在成形过程中出现的破裂、起皱、厚薄不均以及成形不足的问题,提出Dynaform与响应面法相结合的协同优化策略。通过建立以摩擦因数、压边力、拉延筋阻力系数为优化变量,以破裂及起皱、厚薄均匀性和成形不足率为优化目标的二阶响应模型,并借助试验设计软件Design-e_(xpert与Matlab多目标优化工具箱得到最优工艺参数组合:摩擦因数_(x1)(0.14),压边力_(x2)(2.05 MN),拉延筋1的阻力系数_(x3)(7%),拉延筋2的阻力系数_(x4)(26%)。对优化后的工艺参数进行再模拟和生产实践验证,运用优化后的工艺参数生产的冲压件无破裂起皱、厚薄均匀,成形不足的问题得到解决,表明提出的策略对解决冲压成形质量常见问题具有实际意义。     

基于Dynaform的梁类件成形分析及回弹研究

利用板料成形有限元数值模拟仿真软件Dynaform对某款车前悬架安装梁中段进行成形设计与分析,对拉深冲压后卸载与切边过程中产生的回弹进行了模拟测量,通过运用CMM测量法对实际生产的样件进行回弹测量,并对两者的测量结果进行对比分析,验证了模拟过程在实际生产中的合理性与可行性。     

破片冲击引爆带盖板装药的数值模拟方法研究

为了分析炸药起爆数值模拟中材料模型、计算方法及网格的疏密等因素对计算结果和精度的影响,应用非线性动力学分析程序LS-DYNA3D对圆柱形平头钢破片撞击带盖板装药的引爆过程进行了数值模拟,分析了John-son-Cook和弹塑性硬化2种材料模型,Lagrange、ALE和流固耦合3种算法和不同疏密程度的网格对炸药起爆过程、引爆速度闻值和爆轰峰值压力的影响.给出了冲击起爆数值计算的网格划分原则和材料模型的选取建议.结果表明,弹塑性硬化模型计算的速度阈值更接近于试验值,压力峰值也接近于C-J爆轰压力;算法不同对计算速度阈值影响较小,对压力峰值影响较大;网格划分对计算结果精度及计算时间影响较大.     

弹丸侵彻运动钢板的数值模拟

针对反舰弹丸打击运动目标,运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对反舰弹丸侵彻不同组合模式、运动状态钢板的过程进行了数值模拟,分析了钢板的单层厚度、总厚度、运动状态对反舰弹丸侵彻过程的速度、姿态及受力状态的影响特性.数值模拟结果表明,钢板的总厚度是影响弹丸速度变化的主要因素,单层钢板的厚度是影响弹丸姿态和壳体应力状态的主要因素,钢板运动对弹丸速度变化和壳体应力状态的影响相对较小,但对弹丸的姿态影响较大.     

基于改进两相流模型的模块装药内弹道模拟

为研究模块装药的特殊装药结构的内弹道特性,改进和优化装药结构参数,需建立数学模型进行模拟。现有的两相流模型不能直接用于模块装药的计算,根据模块装药的特点对现有模型进行改进和细化,考虑了装药和点火不连续、模块非同时破裂等因素,使其更接近模块装药内弹道实际过程。根据建立的改进数学模型对模块装药内弹道过程进行模拟,并对结果进行验证和分析。模拟结果与实验对比相符,数值模拟显示:在模块装药内弹道过程中存在点传火间断,传火过程更长,模块是按序破裂的。模块破裂时间受模块盒体强度和传火性能影响,模块盒体和传火管端盖强度越大,则模块破裂开始时间越晚,开始破裂到所有模块全部破裂时间跨度更长。     

镁合金板料热拉深成形数值模拟研究

分别利用用户子程序二次开发方法和直接输入应力应变实验数据方法,在ABAQUS软件中获得镁合金材料模型进行镁板热拉深成形极限数值模拟研究。研究得出:镁合金板料极限拉深高度在一定范围内随凸凹模圆角的增大、凸模与板料间摩擦因数的增大、温度的提高而增大,随凹模、压边圈与板料间摩擦因数的增大、拉深速度的提高而减小,而随压边力的增大先是增大后来减小,最佳压边力为7500N左右。研究结果表明:本文提出的含非常软化因子的镁合金高温流变应力数学模型能较好地预测流变应力,通过二次子程序开发方法在ABAQUS软件中加入自己的材料模型是切实可行的。     

EFP成型数值模拟及侵彻45钢靶试验研究

为研究EFP的成型机理和侵彻性能,在目前药型罩材料研究和应用的基础上,对EFP成型过程的数学模型进行推导,采用有限元分析软件LS-DYNA,对同一结构紫铜、钽和钽钨药型罩EFP成型过程进行数值模拟,通过靶试对3种材料药型罩EFP的侵彻性能进行试验研究。结果表明:紫铜、钽和钽钨药型罩数值模拟着靶速度与试验测得着靶速度基本长径比较为合理,有利于提升侵彻性能;钽钨药型罩能有效穿透80 m(889倍装药口径距离)处90 mm(1.0倍装药口径)厚的45钢靶板,靶板正面和背面穿孔直径较大,靶后靶体的崩落面积较大,后效毁伤效果好。EFP通过数值模拟和试验结果对比分析,对3种材料药型罩EFP的成型形状和对钢靶的侵彻能力作出评价,为EFP型罩材料的选择提供技术参考。     

钣金零件材料参数设计与优化的数值模拟

钣金零件材料参数在零件拉深成形中起着十分重要的作用,不同的材料参数将会对成形结果造成较大影响;借助ETA／Dynaform软件,模拟某槽形零件在不同材料参数情况下进行拉深的全过程,通过分析比较模拟结果,得出了各种性能参数对成形质量的影响,最后结合正交实验法,得到对成形质量最好的材料性能参数。     

钢中绝热剪切带的动态损伤演化

采用大能量高速材料试验机冲击帽形试样的实验方法,研究了高速冲击条件下钢中绝热剪切带的损伤演化机制。试验结果表明,绝热剪切带的形成并不意味着剪切断裂的发生和宏观裂纹的形成。导致剪切带损伤的微观方式主要包括:基体接触区界面上的微裂纹、带内平直微裂纹、剪切带内与带成一定角度的微裂纹和孔洞。在这些微损伤方式的形核、长大过程中,绝热剪切带逐步损伤,宏观裂纹逐步形成。     

拉拔成型无氧铜管在爆轰加载下的膨胀及断裂特性研究

为了探索拉拔成型无氧铜管是否满足标准圆筒试验的延展性要求,采用未经二次锻造的粗晶软态无氧铜,通过拉拔成型工艺加工成25 mm圆筒试验用的标准铜管。采用超高速分幅相机及扫描相机分别观测装填TNT炸药及JO-159炸药条件下的铜管膨胀及断裂过程,对比典型高应变率范围内铜管的断裂应变、裂纹扩展方向等差异,并分析铜管应变能对炸药驱动性能表征参数的影响。结果表明：TNT炸药爆轰加载下,铜管裂纹主要沿母线形成及扩展,其破片主要呈条状;而JO-159炸药爆轰加载下,铜管环向应变率及轴向应变率分别约为TNT炸药加载工况的1.34倍和2倍, 其断裂带易出现较为复杂的交错状态,形成密集小破片;这两种炸药爆轰下,该铜管的断裂直径均达到了初始直径的3倍,且表征炸药驱动性能的格尼速度未发生明显变化,因此可以满足一般高能炸药圆筒试验的要求。     

软后坐火炮反后坐装置建模研究

为了对某软后坐试验炮的前冲-后坐运动、制退机力进行计算及优化,建立了其反后坐装置动力学模型,通过流场计算完善解析模型中的参数,通过流场仿真检验该模型与流场仿真模型的相似度,最终得到可以近似代替流场仿真模型的解析模型。基于牛顿运动定律、伯努利方程建立动力学模型,针对中心流口筒壁沟槽式制退机进行了匀速后坐仿真,得到沟槽与流口在匀速后坐时的体积流量分配规律; 通过多速度、多开口面积仿真得到液压阻力系数与中心流口大小、流速的关系; 通过多前冲速度、多前冲位移仿真得到前冲机压强损失的规律。通过Matlab计算参数完善后该模型的火炮发射过程,并将得到的后坐速度以预定义文件Profile的方式赋给Fluent瞬态仿真中的活塞,进行仿真验证。两者的结果对比说明,该数学模型能较好地与传统制退机流体Fluent仿真模型相吻合,多通道组合流液孔制退机的液压阻力可根据伯努利公式与通道间的流速比计算。     

柔性冲压技术在弹药生产中的应用

在14.5mm特种弹装配中引入柔性冲压技术,利用数字化控制实现冲压过程的速度、压力在线控制和人机隔离.其冲压成形过程分预压和终压2个阶段.柔性冲压的速度控制通过电控流量调节阀实现,压力控制通过比例压力阀完成.由此,弹药冲压以气动压力机代替机械式压力机完成.     

基于正交试验的汽车覆盖件冲压成形分析

将汽车覆盖件有限元冲压仿真与正交试验设计结合,综合分析了冲压速度、摩擦系数、模具间隙、压边力等4个因素对汽车覆盖件冲压成形质量的影响,并确定最佳的冲压工艺参数组合;以汽车翼子板为研究对象,利用DY-NAFORM软件建立了翼子板冲压成形的有限元模型,并进行拉延数值模拟;运用正交试验方法进行成形分析的设计,通过对仿真数据进行分析,找到了最优的工艺参数组合。     

火炮牵引虚拟试验技术研究

以某高炮和某加农炮为研究对象，利用MSC／ADAMS构建了虚拟试验环境。应用三维造型软件PRO／E建立了11条强化路面的三维模型和火炮牵引状态虚拟样机。对火炮在强化路上牵引进行了虚拟试验，为了确定安全的牵引试验速度，必须首先计算火炮悬挂系统的固有频率。参考悬挂系统的固有频率和路面谱，设计牵引试验车速，防止出现悬挂系统共振。通过与现场试验对比，结果吻合，表明虚拟试验可为制定试验方案和编写火炮牵引试验方法的国家军用标准提供科学依据。     

内部爆炸载荷作用下钛合金圆管损伤,断裂实验研究

对钛合金圆管进行了内部爆炸加载实验,用高速分幅摄影记录了其动态变形、断裂过程,对回收破片在光学显微下进行了观察,探讨了钛合金管在动载荷作用下的变形、损伤和破坏机理,实验结果表明;钛合金圆管表现为绝热剪切破坏。     

液压机械全功率换段时机的非对称偏差特性

为了降低液压机械无级传动的换段冲击、减小制动器的磨损,基于液压机械全功率换段方法,研究适合工程应用的液压机械全功率换段时机的非对称偏差特性。以两段等差式液压机械为研究对象,在全功率换段方法基础上,建立全功率换段的前稳定阶段模型,包括双制动器结合重叠时的液压传动单元模型和制动器转矩模型。通过仿真分析与试验研究相结合方法,研究了换段时机超前、滞后对制动器滑摩过程和前稳定阶段的影响规律。结果表明：液压机械全功率换段中,由液压段向液压机械段换段时,理想换段时机宜设置负偏差;由液压机械段向液压段换段时,理想换段时机宜设置正偏差。所得结果揭示了换段时机偏差对换段性能的影响规律,可为液压机械全功率换段方法的工程应用提供参考。     

永磁电动机绕组换接的性能分析与切换电路研究

针对在装甲车辆中体积、功率受限条件下,永磁电动机提升低速转矩与拓宽弱磁工作范围难以兼顾的问题,可以采用电动机绕组换接的方法。使用有限元方法分析了电动机绕组分别采用串联和并联连接运行的转矩及弱磁特性,仿真结果说明,绕组采用串联连接可以倍增其输出转矩针对在装甲车辆中体积、功率受限条件下,永磁电动机提升低速转矩与拓宽弱磁工作范围难以兼顾的问题,可以采用电动机绕组换接的方法。使用有限元方法分析了电动机绕组分别采用串联和并联连接运行的转矩及弱磁特性,仿真结果说明,绕组采用串联连接可以倍增其输出转矩但转速范围缩小一半。因此,可以通过绕组切换的方式,在低速时使用串联连接方式提升转矩;而在高速时使用并联绕组扩大弱磁范围,以满足装甲车辆性能指标对传动系统的苛刻要求。进而,构建了一种基于零电流切换的绕组换接电路,实验结果表明,该电路切换过程非常迅速,而且不会产生过大的电压冲击。