42CrMo环件铸辗复合成形的跨尺度建模

基于有限元理论和元胞自动机模型,提出一种宏观与微观尺度相结合的铸态42CrMo合金环件短流程铸辗复合成形工艺混合建模方法。在铸辗复合成形新工艺理论框架下,定义考虑环坯热变形行为和晶粒空间结构的宏观/微观边界转换条件,该边界条件有助于环件的形/性一体化调控。在微观元胞自动机模型框架下,研究晶粒拓扑变形技术,充分考虑晶粒空间重叠的结构问题,通过独立成分分析对晶粒的拓扑结构进行优化。应用混合模型模拟环件短流程铸辗复合成形过程,结果表明,混合建模能根据环件整体和各位置所需表现尺度的不同,应用不同层次的宏微观模型分别模拟,有效提高了铸态环件短流程铸辗复合成形工艺的模拟效能。     

环件热辗扩成形有限元建模仿真研究进展

环件热辗扩成形问题是多场、多因素耦合作用下集三维连续渐变、非稳态及非对称等特点于一体的高度非线性问题,采用有限元建模仿真方法研究与发展该技术对实现无缝环形构件的高质量、低成本及短周期制造具有重要意义.分别从宏观和微观尺度评述环件热辗扩成形有限元建模仿真的国内外研究现状、存在的问题与发展趋势,进而指明其发展方向如下:大型、复杂环件径、轴双向热辗扩成形全过程自适应建模的仿真方法与关键技术;环件热辗扩成形过程宏观与微观有限元建模仿真无缝集成技术;适用于以环件热辗扩为代表的连续局部塑性成形过程的材料本构模型和组织演变模型以及相应稳健而高效的有限元算法、本构积分算法与组织演变仿真方法;考虑模具的变形、传热及主要失效形式的环件热辗扩成形过程建模仿真技术.     

环件径轴向轧制毛坯尺寸设计方法

毛坯尺寸设计是环件径轴向轧制过程优化设计的前提和基础,合理的毛坯尺寸设计,对于成功建立环件径轴向轧制过程、通过包括毛坯在内的过程优化设计以获得精确的环件尺寸和良好性能,具有十分重要的意义.为此,提出一种基于轧比和径轴向变形量分配比的矩形截面环件径轴向轧制毛坯尺寸设计方法,给出毛坯尺寸的计算公式与确定流程,阐明该毛坯尺寸设计方法的特点及应用范围.该方法基于体积不变原理,针对同一环件的轧制,可以设计不同轧比和变形量分配比的多个环坯,为研究不同环坯下的环件径轴向轧制变形行为、工艺规律以及包括毛坯在内的工艺过程优化设计、成形成性一体化调控提供了重要的方法和基础.     

TC4钛合金锥形环辗轧整圆曲线设计及其影响规律

TC4钛合金锥形环辗轧过程整圆阶段的芯辊进给速度曲线形式,对成形环件的几何(圆度、壁厚均匀性)、温度与应变分布等具有重要影响作用。针对同一TC4钛合金锥形环件热辗轧过程,提出"上凸形"、"下凹形"、"阶梯形"和"直线形"四种整圆芯辊进给速度曲线(整圆曲线)的设计方法;进而采用基于ABAQUS软件平台的建模仿真方法,模拟揭示四种整圆曲线对成形环件圆度、壁厚均匀性以及温度与应变场的影响规律。结果表明,"上凸形"、"直线形"、"阶梯形"、"下凹形"整圆曲线下,成形环件圆度及壁厚均匀性依次变好;成形环件平均温度依次变低,温度分布均匀性依次变好;平均等效塑性应变依次变大,等效塑性应变分布均匀性依次变差。综合考虑环件圆度、壁厚均匀性以及温度与应变情况,"下凹形"整圆曲线相对更适合于TC4钛合金锥形环辗轧过程。     

AZ31镁合金薄壁管分流挤压速度影响规律仿真研究

基于DEFORM-3D平台,以军用战地发射塔天线用AZ31镁合金薄壁管分流挤压工艺过程为研究对象,研究建立了精确、高效的AZ31镁合金薄壁管分流挤压有限元模型。模拟研究揭示了挤压速度对挤压力、焊合压力及模口坯料金属峰值温度的影响规律。基于所得规律,综合考虑挤压力、焊合质量及挤出管材表面质量要求,获得了该规格AZ31镁合金薄壁管在2000t挤压机上的合理挤压速度范围为3.5~7mm/s。     

AISI304不锈钢管穿孔针挤压动态再结晶规律(英文)

在AISI304不锈钢管穿孔针挤压成形过程中,揭示挤压坯料的动态再结晶规律,是实现动态再结晶行为的有效控制,从而获得具有细晶及合格微观组织的管材的基础和关键。基于DEFORM-2D软件平台,以d29mm×4.5mmAISI304不锈钢管的穿孔针挤压过程为研究对象,首先建立了该过程适用、可靠的多尺度有限元分析模型;通过大量的数值模拟分析,阐明了关键挤压成形参数(即坯料初始温度和挤压速度)对挤压坯料的动态再结晶体积分数、平均晶粒尺寸及其分布的影响规律,所得结论为根据挤压管材的微观组织对AISI304不锈钢管穿孔针挤压成形过程进行优化设计与稳健控制提供了重要理论依据和指南。     

基于虚拟正交试验的Inconel690合金大口径厚壁管挤压工艺仿真

研究挤压成形参数影响规律并确定合理的参数取值范围,是开发难变形合金大型型材挤压工艺技术和挤压过程精细化控制,以及大吨位(如2万吨)挤压机的研发、调试及应用迫切需要开展的重要内容。基于DEFORM-2D平台,以规格为Ф420mm×60mm的难变形Inconel690合金管材穿孔针挤压为研究对象,建立了适用、可靠的无缝管材穿孔针挤压过程的有限元仿真模型;选取挤压比λ、模角α、定径带长度h、坯料初始温度T、挤压速度v等重要成形参数为影响因素,以坯料温度峰值Tmax、坯料金属损伤峰值Dmax、模口坯料金属流速均方差Fsdv和挤压力峰值Lmax为衡量指标,开展了基于模拟仿真的虚拟正交试验研究。结果表明,影响Tmax、Dmax、Fsdv、Lmax的因素主次顺序分别为:T>v>λ>h>α、α>v≈λ>T>h、h>v>T>α>λ、λ>T>α>v>h;综合考虑成形管材质量、挤压力等因素,获得了2万吨难变形合金卧式挤压机上挤压该规格Inconel690合金管材的合理成形参数取值范围为:λ=5.74～6.37、α=35～45°、h=60～120mm、T=1080～1180℃、v=150～250mm/s。     

双复合挤出联动线智能化升级

针对现存双复合挤出联动线采用手动引头,胎面贴缓冲胶采用手动调整裁刀位置,浮动辊速度匹配差,全线运行缺乏可视化,各参数缺乏在线监控等问题,造成生产效率低、劳动强度大、设备精度差、人工成本高等缺陷。我公司对双复合挤出联动线进行了智能化升级,实现了料头自动引头,缓冲胶自动贴合,浮动辊智能控制,全线运行可视化,各参数在线监控。     

基于知识的注塑模CAD系统的研究与开发

针对目前注塑产品多品种、短周期、中小批量、系列化的要求以及注塑模设计与制造过程的自动化、智能化、信息化和绿色化等发展方向 ,基于Unigraphics软件的二次开发平台 ,发展了基于知识的注塑模结构设计CAD系统———KIMDS(Knowledge basedInjectionMoldDesignSystem)。研究并提出了该系统的整体结构框架、模块划分和数据流程     

轻合金成形领域科学技术发展研究

铝、镁、钛等轻金属材料,由于具有比强度与比刚度高等特性,在汽车、轨道交通和航空航天等制造领域显示出越来越广泛的应用前景。研究与发展轻合金材料先进成形技术,对实现轻量化零构件高质量、低成本、短周期制造,缓解由于交通运输带来的能源、环保压力以及节能减排具有重大的意义。轻合金成形技术与科学,已经成为我国国民经济、国防建设与科学技术发展的关键学科领域之一,而轻合金高性能精确成形制造是既有挑战性又充满机遇的研究与发展前沿领域。评述轻合金成形技术领域国内外研究现状、存在问题与发展趋势,分析并提出该领域的研究前沿,给出我国轻合金凝固成形、塑性成形、建模仿真与优化的重点发展方向的展望与建议。