空拔管的纵裂与残余应力

本文分析了空拔管的纵裂及其与残余应力的关系,讨论了钢管空拔变形的不均匀性及残余应力的形成,介绍了利用辅助变形的方法降低空拔管残余应力的试验及取得的明显效果。     

管材拉拔中的不均匀变形与残余应力

为评价管材拉拔中的不均匀变形 ,提出用管材拉拔前后截面形状变化指数Q描述截面变形的不均匀性。用电阻应变片测试了黄铜管材变形后的表面残余应力 ,用管材截面小圆环法计算了截面径向和周向变形的分布 ,确定了管材拉拔中Q值对管材截面上变形分布及表面残余应力的影响规律。     

薄壁铜管固定芯头拉拔和游动芯头拉拔的对比分析

为提高薄壁铜管拉拔后的成形质量,探讨不同拉拔工艺对薄壁铜管成形性能的影响,利用有限元软件MARC分别对两种拉拔成形工艺建立有限元模型,对比分析薄壁铜管固定芯头拉拔和游动芯头拉拔对拉拔力、铜管拉拔后等效应力、应变和残余应力的影响。结果表明:在相同工艺参数下,与固定芯头拉拔相比,游动芯头拉拔所需拉拔力明显更小,等效应力也相对更小,等效应变相等,残余应力在轴向和周向更小,且分布更均匀,在径向都趋近于0。在不考虑其他因素下,游动芯头拉拔更有助于提高薄壁铜管的产品质量。     

铜管游动芯头拉拔道次优化的弹塑性有限元模拟

借助大型非线性有限元软件Marc，应用二维轴对称弹塑性有限元法模拟铜管多道次拉拔过程，对比分析铜管游动芯头5道次拉拔和4道次拉拔对铜管力学性能和质量的影响。模拟结果表明，为了得到同样规格的铜管，优化拉拔道次可改善铜管拉拔中的不均匀变形、降低成品铜管中的残余应力，同时提高铜管质量，从而提高生产效率，增加生产效益，这对于铜管游动芯头多道次拉拔配模的选择有着一定的参考价值。     

卷筒式拉拔机拔管时的残余应力

用达维坚科夫法不仅可以测定卷筒式拉拔机拔管时钢管的纵向残余应力,而且还可测定弯曲过程中所产生的残余应力。残余应力的符号和大小在很大程度上取决于钢管在拔制工具中的初始变形率。     

铍环电子束焊接接头残余应力分析

采用大型有限元ＡＤＩＮＡ程序,对电子束焊接接头残余应力分布规律进行了分析。结果表明,在焊缝根部存在较大的接应力容易形成焊缝根部裂纹,但焊缝外表面为压应力,可防止裂纹扩展到焊缝表面。     

低碳钢管道焊接残余应力有限元分析

利用ＡＤＩＮＡ非线性分析有限元程序,对低碳钢管道环焊缝接头焊接残余应力进行有限元分析。在热弹塑性分析中考虑了材料热物理和力学性能依赖于温度变化。结果表明：在管道接头内表面焊缝中心及近缝区轴向和环向残余应力均为拉应力,随离开焊缝距离的增加,逐渐过渡为压应力。在管道接头外表面焊缝中心处的轴向残余力为压应力,而环向残余应力为拉应力。计算预测值和实侧值基本一致,表明有限元法能够经济而有效地预测管道环焊缝接头的焊接残余应力。     

薄壁铜管游动芯头拉拔过程拉拔力影响因素分析

为准确把握薄壁铜管游动芯头拉拔过程的拉拔力,该文应用非线性有限元分析软件ABAQUS建立了薄壁铜管游动芯头拉拔过程的弹塑性有限元模型,分析了内外模具锥角、游动芯头定径段长度、延伸率、摩擦因素以及拉拔速度等工艺参数对薄壁铜管拉拔过程中拉拔力的影响规律。研究表明,芯头或外模的锥角存在一个最佳组合范围,芯头定径段长度和拉拔速度对拉拔力的影响作用非常小,延伸率和摩擦系数的增加将引起拉拔力的明显增加。研究结果为实际生产中的工艺改进提供了科学依据。     

基于有限元模拟的空拔铜管拉拔参数的优化

为研究拉拔参数对铜管空拔变形的影响,运用非线性有限元分析软件对铜管空拔过程进行仿真,分析空拔过程中铜管与模具的轴向及径向应力分布规律,并以此阐述空拔铜管的缩径缺陷。利用正交实验法模拟研究拉拔参数(工作锥半角α、过渡圆弧半径R、定径带长度L、摩擦因数μ、拉拔速度v)对铜管空拔的影响,并采用极差分析和方差分析对模拟结果进行分析,得到铜管一定减面率条件下的最佳拉拔参数(α=9°,R=5mm,L=2mm,μ=0.05,v=100m/min)及各因素对分析指标的影响。在此基础上对优化方案进行数值模拟,模拟结果表明了正交实验对铜管空拔参数优化的有效性。这对实际中提高铜管空拔质量,延长模具寿命有重要的指导意义。     

中厚板矫直残余应力仿真

根据某热轧厂横切机组中2#矫直机(11辊辊式矫直机)的工艺参数,建立钢板在矫直过程中的三维动态有限元模型。通过仿真得到矫直过程中各辊对钢板矫直力的数据,并结合实测数据验证模型的合理性;在此模型的基础上,分析钢板在矫直过程中横截面上的应力变化规律及不同压下规程对钢板残余应力的影响,结果表明,矫直过程中,钢板应力类似于应力波的形式由轧件头部向尾部传递,其中沿矫直方向的纵向应力占主导地位,应力主要是由纵向纤维上的反复弯曲变形所产生;适当抬高1#辊的位置,即可改善矫后钢板残余应力的分布,进而提高钢板的矫直质量。     

QBe2铍青铜插接件断裂原因分析

某型号QBe2铍青铜插接件在使用中发生断裂,通过微观形貌观察、化学成分分析、显微组织观察和硬度测试等方法分析了断裂的原因,并提出了质量控制措施。结果表明,在固溶时效过程中,由于热电偶测温不准确导致零件过热,引起晶粒粗大,晶间结合力下降。在受到外力的作用下,从晶界位置发生断裂。建议对热电偶进行定期监测和维护,以保证设备正常运行。     

外螺纹铜管拉深成形过程的有限元模拟

利用非线性有限元仿真软件MARC,研究了外螺旋凸筋管成形过程的三维弹塑性有限元模拟技术.对外螺纹铜管的拉深成形过程进行了模拟,得到了成形过程中工件内部的应力和应变分布规律.结果表明,拉拔过程中,管料发生轴向延伸,但各部分延伸量不均匀,最大延伸变形发生在筋底中心部分.在周向,整体上管料发生压缩变形,但在筋底部分产生一定的延伸,应变为正;径向发生压缩变形.在定径区及铜管离开定径区后,轴向应力均为拉应力,但沿壁厚分布不均匀;同样,拉拔周向应力沿壁厚方向也呈不均匀分布,出定径区后在筋底区的外表面为负,内表面为正.     

盒形件粘性介质拉深过程流动性的有限元分析

为研究工艺参数对铝合金盒形件粘性介质拉深过程材料流动性能的影响,采用ANAYS/LS-DYNA软件对其成形过程进行有限元模拟,分析了成形过程中坯料形状、摩擦系数和压边力大小对材料流动和壁厚减薄的影响。研究结果表明,使用圆形坯料可促进盒形件圆角处材料的流动,降低盒形件的最大减薄率;改善润滑条件、调节压边力大小,则可有效控制坯料的流动,提高成形性。     

矩形盒深拉深成形有限元模拟

针对矩形盒成形过程中各种形式的起皱和拉裂问题，采用MSC．Marc有限元分析软件对矩形盒深拉延成形过程进行模拟。建立了包括板料、凸模、凹模及压边圈在内的整体分析模型，通过对成形过程中拉深件的等效应力进行比较，分析了不同的凸模圆角半径、凹模圆角半径及凸模角半径对矩形盒拉深成形的影响。此外，还对模拟结果做了进一步的分析，得出了凸凹模圆角半径之间的相应关系，以便合理的确定矩形盒深拉延成形时二者的取值范围。考察了模拟方法的可行性和可靠性。     

铝热焊的温度场及残余应力场有限元分析

应用ANSYS软件对焊接模型进行了有限元建模,并利用单元生死技术和热-结构耦合功能仿真了焊接过程,模拟出铝热焊动态温度场和动态残余应力场。结果表明:加压的最佳时间在55~255s之间,焊接结构中最大残余应力多出现在熔合区附近,熔合区横向多为拉应力,最大值约212MPa。     

拔制方式对冷拔钢管拔制效果影响的显式动力分析

借助ANSYS软件显式动力模块建立了空拔钢管和短芯棒拔制三维有限元模型,动态模拟了两种拔制方式的整个过程,从钢管定径和轴向、周向应力分布规律角度分析了实际生产中产生问题的不同机理,并就两种拔制方式中工艺参数对拔制力的影响进行了深入研究,所得结果可为选取冷拔拔制方式提供参考,可为优化模具结构和工艺设计提供依据。     

Finite element analysis of welding residual stress of aero engine blisk by controlling heat input

In order to improve aero engine performance, it is necessary to reduce the welding residual stress of aero engine blisk. In this paper, finite element method was employed to simulate electron beam welding process of blisk, in accordance with the deducing formula (p = kh) , the heat input is changed with the weld depth to control welding residual stress of blisk. The calculation results show that welding residual stress of blisk can be controlled effectively by reducing the heat input on the conditions of meeting the demand of weld penetration and guaranteeing the welding quality, a new theoretical method and some numerical data are provided for controlling welding residual stress of blisk.     

不同深度堆焊层表面残余应力的有限元分析

基于相同板厚工件的条件,利用有限元模拟软件Marc,综合考虑焊接热源、焊接与冷却时间等影响因素,建立了不同深度堆焊层焊接残余应力的有限元模型。利用盲孔法测量堆焊层中的残余应力值。有限元分析数据与试验的结果均表明焊接残余应力随着焊道深度增加而增加,且两者在趋势上吻合度较好。有限元模拟在提高参数精度的前提下,可指导堆焊残余应力的研究。     

十字形钢管拉拔成形的三维有限元模拟

异型钢管拉拔成形是一种高质量、高效率和低消耗的管材成形加工工艺.以十字形钢管为研究对象,采用有限元技术对拉拔成形过程进行数值模拟,得到了成形过程中管料的变形规律.研究发现：在应力分布上,轴向、周向和径向应力随管料在模具中位移增加而增大,三者最大值均出现在减径带与定径带连接处;沿壁厚方向,中心层应力分布较均匀.在应变分布上,塑性变形主要发生在管料与模具初始接触处及减径带与定径带连接处,周向应变沿拉拔轴向分布有较大变化,在模具入口端部分数值为负,在出口端部分数值为正.同时,模拟讨论了周向压缩系数η、拉拔速度v和摩擦系数μ对拉拔过程的影响,当η在1.05～1.14之间变化时,拉拔过程较稳定,应力-应变曲线分布平稳;拉拔应力随着μ的增加而增大;当v=250mm/s时,拉拔应力取得最小值.