用应力下料法等重量剪切技术的研究

随着科学技术的发展，冷挤压、温热挤压。精密模锻和电热镦锻等少无切削工艺在机械工业中的应用越来越多，因而对毛坯的下料精度和下料效率等提出了越来越高的要求，研究开发下料质量高、材料消耗低、生产效率高、能量消耗低的精密下料方法是十分必要的。应力下料法等重量剪切技术就是将裂纹技术的应力断料原理引入剪切下料领域。众所周知，带有裂纹的物体在受到外力作用时，裂纹尖端存在着应力奇异性。利用裂纹的应力奇异性，敏感应力状态和适宜预荷方式，可以实现固体材料连续界面的规则分离。应力下料法等重量剪切技术具有以下特点：①剪…     

修正剪切GTN模型的缺口张角数值模拟

人为预制含特定几何参数的对称环状V型缺口是新型金属棒料低应力旋弯致裂精密下料的关键工艺之一,合理的缺口效应不仅降低下料所需外载荷,还能有效节约下料时间。为获取合理缺口,使用细观损伤理论和数值模拟相结合的方法,以金属棒料作为研究对象,通过修正剪切GTN模型,对缺口张角为30°、60°和90°对称时进行分析;结合ABAQUS/Explict有限元分析软件中VUMAT子程序建立修正剪切GTN模型,对修正剪切GTN模型参数进行识别,并分析了不同缺口张角损伤分布规律。结果表明,与应力集中系数和应变率集中系数相似,随着缺口张角的不断增加,缺口根部的损伤不断降低。本文提出的修正剪切GTN模型可用于新型金属棒料低应力旋弯致裂精密下料缺口的选取。     

金属圆柱棒的高速剪切断裂数值模拟及实验研究

介绍利用弹塑性有限元模拟金属圆柱棒的剪切断裂过程,分析高速径向夹紧剪切时材料断裂过程、材料破坏准则的选取等关键技术。应用单元消除法分析剪切裂纹的扩展,得到剪切各个阶段的金属流动、应力、应变的分布情况,并在棒料高速剪切机上进行实验研究,实验结果与模拟结果一致,从而验证采用径向夹紧的高速剪切工艺可以极大地提高剪切下料的生产效率和剪切断面质量。     

金属棒料高速精密剪切试验研究

针对目前国内外常用下料方法存在断面质量差、生产率低等问题,提出了一种新的棒料高速精密剪切方法与理论。重点分析了各种剪切工艺参数对剪切断面质量的影响并对该高速精密剪切技术进行了试验研究,得到了良好的剪切效果。在此基础上还进行了金相分析对比,深入研究了高速剪切断面的微观组织形态,进一步说明了高速剪切与普通剪切相比具有更好的断面质量。并将此试验得出的有利于改善下料质量的适宜剪切工艺的参数作了总结,有助于该项新技术的推广应用。     

基于PLC控制的旋转式剪切下料机

旋转式剪切下料是一种新型的剪切下料方式,具有广阔的发展前景。采用PLC对剪切下料的各个部分进行控制,可实现高精度定长度的剪切功能,并且可实现无料时剪切的自动停止,减轻了劳动强度,提高了生产效率。     

304不锈钢棒料连续旋弯低应力精密下料断裂预测

低应力下料近净成形方法是制造轴类零部件毛坯的新工艺,具有能耗低、下料效率高及坯料断面精度高等特性,然而其下料机理一直不清晰,难以获取理想的下料工艺参数,因此基于累计损伤理论提出断裂强度因子预测断裂模型进行研究。以304不锈钢为研究对象,将断裂强度因子耦合到连续旋弯低应力下料有限元模型进行断裂预测。通过连续旋弯低应力下料试验,依托断面平整度及下料时间的下料综合评价方法,验证基于断裂强度因子的连续旋弯低应力下料断裂预测数值模拟的正确性。结果表明：基于断裂强度因子断裂预测模型模拟得到的断裂位置位于环状“V”型缺口根部,与下料分离结果保持一致;断面平整度与下料时间随着加载位置提升而降低,当加载位置为L₁=5 mm,L₂=10 mm能够实现棒料高效精密下料。该下料方法利用断裂强度因子预测断裂模型建立了连续旋弯低应力下料断裂机理,为实现低应力下料工业化奠定理论基础。     

金属棒料高速精密剪切适宜剪切速度的研究

针对高速剪切下料技术中所存在的速度问题,从裂纹扩展角度出发,结合断裂力学中的应变能密度理论,借助塑性力学中关于裂纹技术的相关理论,对剪切过程中影响断面品质的一个重要参数——剪切速度进行分析,推导出适宜高速剪切速度的表达式,有助于该项新技术的推广应用。在此基础上进行了金相分析对比,分析研究了加载速度对高速剪切断面微观组织形态的影响,进一步说明了高速剪切比普通剪切具有更好的断面品质。     

确定冲裁件无约束最优剪切方案的剪切算法

讨论条料剪切下料最优方案的设计问题。阐明最优剪切排样方式的规范结构 ;采用分支定界法求解。采用剪切法构造所有可能的排样方式 ,详细叙述确定上界与下界的方法。实验计算结果说明 ,所述算法十分有效。     

热锻下料模具的改进

对于φ28～φ30mm的小直径棒料可以冷下料也可以热下料,而对于φ50～φ60mm以上的棒料,为了降低设备吨位,提高下料模具的寿命,一般普遍采用先加热,然后再截成一个个小料段的方法。热下料模具经常见到的形式有开式剪切模具、半封闭剪切模具和全封闭剪切模具。开式剪切模具结构简单,主要是一个模座套筒和一个模柄刀板,但截下的棒料的端头压塌严重,剪切后坯料的端头出现了明显偏斜,不     

应力断料

甘肃工业大学研究成应用裂纹技术进行下料,称之为应力断料的方法。应力断料就是利用制造敏感应力状态的人为切口裂纹,使之失稳扩展来实现下料。应力断料的工艺过程:在下料要求切断的地方,预先切出切口,然后加过载旋转弯曲疲劳载荷,使沿切口尖端产生疲劳裂纹,并在临界扩展过程很短暂的情况下迅速进入     

韧性断裂准则的试验与理论研究

对不同样式的45钢和6082铝合金试件进行了拉伸、压缩、剪切、扭转等材料试验，对工程中使用的11个韧性断裂准则进行对比研究，并利用专业塑性成形分析软件对试验过程进行二维和三维情形的数值模拟。指出目前使用的韧性断裂准则都不可能对材料在任意应力应变状态和变形累积的情况下给出一个固定阈值，并给出了基于等效应变和应力三轴度的韧性断裂准则修正公式，通过厚板普通冲裁和精密冲裁试验证明了结论的有效性。     

低塑性厚板的精密轮廓对向凹模冲裁技术及应用

论述了对向凹模精冲的原理和特点，设计制造了两种实验装置，并通过实验对低塑性厚板的对向凹模精冲件与普通冲裁件进行了比较。通过断面变形流线和显微硬度分析，研究了对向凹模精冲件的变形机理。在讨论模具几何参数的基础上，设计了某凸轮的对向凹模精冲模具。     

激光冲裁加工剪口质量的研究

介绍了激光冲裁的概念,并通过实验分析了激光切割切口的硬度差异,波纹、挂渣产生的机理,得到影响激光冲裁切口质量的相关因素及数值变化情况.研究结果表明切割质量对工艺条件十分敏感,激光冲裁中的激光功率、材料厚度、切割速度、焦点位置、气流压力及形状等参数的波动或变化都会影响切割质量.     

Fracture criteria identification using an inverse technique method and blanking experiment

In order to optimize the blanking processes, it is important to identify the conditions within the deforming workpiece which may lead to fracture initiation and propagation. Within this framework, numerical simulations are widely used in industries to optimize sheet metal forming processes. However, in order to have a confidence in the results of such simulations, an accurate material model is required. The accuracy of a material model is affected by the constitutive equations and the values of the material parameters. In order to reduce the danger of fracture of metal parts during manufacturing processes, advanced optimal design requires knowledge of critical values of some fracture criteria of the material used. Experimental identification of fracture criteria are currently obtained by performing several complicated tests and long duration of experiments.This study presents a computation methodology allowing for the identification of critical values of fracture criteria in order to simulate crack initiation and propagation generated by shearing mechanisms, which are needed for metal blanking processes simulation. The approach is based on inverse technique using circular blanking experiments and finite element calibration model. The critical values of fracture criteria are obtained in such a way that the finite element force–penetration predicted curve fit the experimental plot deduced from blanking tests. The numerical results obtained by the simulation were compared with experimental ones to verify the validity of the proposed technique for fracture criteria identification.     

Size effects in micro blanking of metal foil with miniaturization

Miniaturization of micro blanking process caused changes in the relative contribution of relevant process parameters and the grain size of metal foil reaches the same order with the blanking clearance. As a result, the size effects occur, which is different from the other micro forming processes, such as micro upsetting, micro tensile, and micro bending. In the paper, the size effects of micro blanking of metal foil with miniaturization were investigated. Similar to the traditional blanking process, the micro blanking process is still composed of three stages of elastic deformation, plastic shearing deformation, and fracture separation. However, the maximum blanking force appeared at punch stroke of foil thickness, which is much larger than the transitional blanking process of 1/3 of work material thickness. The cross section of micro-hole is also composed of rollover, smoothly shearing zone, fraction zone, and burr. But the distribution of the fraction zone and burr is uneven, which is caused by the influence of the material anisotropy with the decreasing of the foil thickness. The results show that the ultimate shear strength of micro blanking is decreasing with the increasing of the length scale ??, not only for the brass foil, but also for the stainless steel foil. The fracture mechanism of micro blanking of brass foil is significantly changed from shear dimple to slip separation with the decreasing of length scale ??, but the fracture mechanism of micro blanking of stainless steel is not changed and kept ductile fracture with equiaxed dimples     

中厚度板材冲裁过程中冲裁模具镶块刃口失效有限元分析

应用板材成形大变形理论和三维非线性动态显式有限元分析技术,利用ANSYS软件的LS-DYNA模块动态模拟了汽车覆盖件中厚度板材冲裁成形过程,得到了汽车覆盖件冲裁模镶块刃口应力场应变场的分布情况,进而分析了造成铸造模具钢镶块刃口崩刃、塌陷、横裂等失效现象的机理。     

冲裁模具间隙及凹模圆角对凸模应力应变影响的有限元分析

冲裁模具的间隙和凹模圆角,对凸模的应力、应变有重要的影响。运用有限元分析了冲裁模具在不同间隙与圆角下凸模的应力、应变特性。分析结果表明,应力、应变随着间隙和凹模圆角的增加而减小。模拟分析的结果为模具间隙和圆角半径的选择提供了依据。     

精密冲裁工艺的研究现状及其发展趋势

分析了精密冲裁工艺的主要技术指标和影响精冲技术发展的关键因素;综述了国内外现有的各种精冲工艺方法的原理和特点;针对国内外精冲领域专家在精密冲裁工艺方面的研究现状进行了总结和分析,并在此基础上探讨了提高精密冲裁件产品质量的研究方法和精冲技术的发展趋势.     

牵引传动中剪切弹性模量和极限剪切应力的影响

采用新的剪切应力特性公式对弹流润滑接触区的剪应力分布进行了求解，讨论了剪切弹性模量和极限剪切应力对牵引系数的影响，最后通过对剪应力的积分求出EHL下的牵引力，并且讨论了极限剪切应力特性参数的求法。