U75V钢轨轧后冷却过程弯曲变形演变规律的模拟

利用DEFORM软件定量描述了U75V钢轨轧后不同冷却过程中的弯曲变形的演变规律。结果表明：钢轨冷却过程中弯曲变形不仅受热应力和相变应力作用;而且还受钢轨的不同部位冷速不同、相变进行的程度不同的影响。钢轨空冷过程最终弯曲挠度为0.0913 mm,换算成百米重轨为1.01 m,弯向轨头方向;而以轨头15 ℃/s,轨底6 ℃/s冷速水冷方式冷却时,钢轨最终弯曲挠度为0.044 mm,换算成百米重轨为0.441 m,弯向轨底方向。可见通过控制钢轨不同部位冷速,可使其弯曲变形程度较空冷的小。     

连续柔性成形纵向与横向曲率的相互影响

为准确预测连续柔性成形曲面的最终形状,对成形过程中纵向和横向曲率的相互影响进行研究,并结合回弹因素,建立了数学方程。对典型的三维曲面——鞍形件进行数值模拟和实验验证,基于数值模拟的结果,采用最小二乘法进行拟合,计算出不同纵向曲率对应方程中的参数值;通过对鞍形件的连续柔性成形实验,验证数学方程的有效性和可靠性。     

基于变形功法连续挤压成形过程温度模型

在连续挤压成形工艺过程中,变形温度是影响产品性能和工装模具寿命的关键因素。文章根据连续挤压的变形特征对成形过程进行分区分析,并基于能量平衡原理的变形方法,建立各区域的温度模型,构建了全过程温度预测模型,预测结果与数值模拟结果一致;以H62黄铜为工程实验材料,在连续挤压成形过程中,对挡料块和产品出口处进行温度测试。结果表明,温度模型预测值与实验测量值吻合良好。该温度模型可快速有效预测连续挤压成形过程中的温度分布,从而实现对产品性能及工装模具寿命的合理预测。     

可控拉深筋对帽形件弯曲回弹的影响规律

以帽形件为研究对象,对基于可控拉深筋技术控制板材的回弹进行研究。建立了帽形件弯曲仿真模型,根据模型分析了不同结构参数对帽形件成形后回弹角的影响,研究得出可控拉深筋各参数对帽形件弯曲回弹的影响规律,并对帽形件弯曲进行了实验研究。实验结果与仿真结果吻合,表明可控拉深筋可有效控制板材的金属流动,控制板材弯曲成形以得到较高的精度。     

蛇形轧制复合成形镁/铝板材的弯曲曲率研究

针对镁/铝板材轧制复合在轧后容易出现弯曲问题,提出了蛇形轧制复合工艺,以达到降低轧后弯曲曲率并提高界面结合强度的目的。利用ANSYS LS-DYNA有限元软件,研究了蛇形轧制复合过程中不同错位量、异速比、压下量、层厚比及轧制温度对轧后复合板的弯曲曲率的影响规律,并开展轧制复合实验,验证了有限元计算结果的准确性。结果表明,与异步轧制相比,蛇形轧制可有效降低轧后复合板弯曲曲率。相同轧制条件下,异步轧制轧后弯曲曲率随着异速比的增大而增大,随着压下量及层厚比的增大而减小。蛇形轧制错位量可对轧后弯曲抑制产生明显的效果,在一定范围内,复合板的弯曲曲率随错位量的增大而减小。当初始板厚为50 mm、层厚比为2:3、压下量为30 mm、轧制温度为400℃、异速比为1.05和错位量为30 mm时,轧后复合板接近平直。     

基于ANSYS/LS-DYNA的板料弯曲成形数值模拟

根据动力显式有限元理论,利用ANSYS/LS-DYNA软件对TZM合金板料的弯曲冲压过程进行模拟;分析了板料弯曲变形过程,预测了板料在冲压过程中容易产生缺陷的部位,检验了模具结构设计及冲压工艺是否合理,讨论了摩擦因数对成形质量的影响.     

连续炉中稀土渗碳变形规律的探索

本文研究了20CrMoH钢在连续炉中稀土渗碳对变形的影响,揭示了添加稀士元素之后,在获得相同渗碳层深度和金相组织的前提条件下,齿套跨棒距和齿轮内孔椎度、内孔椭圆度、公法线偏差、齿圈径向跳动的变形规律.)试验结果表明,稀土渗碳工艺条件下,变速箱同步器齿套和变速箱齿轮渗碳变形基本符合正态分布规律;与传统工艺相比,采用稀土渗碳可以使同步器齿套变形集中区域0.245～0.275mm下移至0.075～0.095mm范围,变形减少67.3%;与传统统工艺相比,采用稀土渗碳可以使变速箱齿轮内孔锥度、内孔椭圆度、公法线偏差和齿轮齿圈的径向跳动变形集中区域0.015～0.035mm、0.03～0.04mm、0.03～0.05mm、0.01～0.03mm分别下移至-0.025～-0.005mm、0.02～0.03mm、0.01～0.03mm和-0.01～0.01mm.     

基于正交试验的多曲率件弯曲回弹影响因素研究

针对多曲率件弯曲成形中回弹问题,采用正交试验的方法,对二维多曲率件冲压成形过程中各工艺参数的影响情况进行试验研究,以最少的试验次数,得到影响零件回弹因素的主次顺序,并得出最佳工艺参数组合,为确定多曲率件冲压成形工艺参数提供了合理的依据,为后续三维多曲率件冲压成形及回弹的控制奠定基础。     

弯曲件的弯曲变形分析及中性层位移

通过对弯曲件弯曲变形的观察分析 ,并根据其变形的特点 ,将被弯曲板料分为变形区、过渡区和非变形区三个区域。在对三个区域的切向应变作了较为详细的分析讨论后 ,提出了应变中性层虽向内移动 ,但其内移量在各径向剖面内是不相等的这一说法。     

连续挤压前期变形规律的数值模拟

采用DEFORM-3D软件建立连续挤压模型,通过数值模拟分析连续挤压不同变形阶段的变形规律。结果表明,连续挤压变形过程中,坯料在挤压通道内的填充分布不均匀,靠近槽封块一侧填充较满,靠挤压轮一侧填充较差,这种差别在靠近堵头位置处更为明显。坯料流入定径带后不再发生塑性变形,从定径带流出的金属等效应变呈层状分布。     

小曲率板材弹塑性校正弯曲回弹分析

采用平面应变假设,建立了线性硬化板材的弹塑性弯曲弯矩及回弹分析模型,给出了卸载前后板材曲率半径之间的定量关系。该模型在弯矩计算中考虑了弹性变形区的大小与板材中性层曲率半径之间的关系。研究结果表明,当曲率半径较大时,弯矩随曲率半径按近似抛物线的规律变化;曲率半径较小时,弯矩随曲率半径按近似双曲线的规律变化。将所提出的分析模型与目前普遍采用的模型进行对比分析,指出了普遍采用的模型在适用范围上的不足。提出的回弹分析模型的预测值与实验结果吻合较好,特别是在进行小曲率弯曲回弹分析预测时具有优势。     

Three-dimensional sheet metal continuous forming process based on flexible roll bending: Principle and experiments

To effectively manufacture three-dimensional sheet metal parts with various curvatures produced in small batch quantities, continuous sheet metal forming, a new flexible forming technology is being developed. This process employs an upper flexible roll and two lower flexible rolls as a forming tool, and the shape of a flexible roll can be changed in vertical direction. With the rotation of flexible rolls, the sheet metal is bent in longitudinal and transverse directions simultaneously and is formed continuously. In the present study, the three-dimensional surface of formed part is described by sweep surface based on the characteristic of the forming process and the arc-length parametric equation for describing continuous forming part is developed. The three-roll bending deformation of sheet metal in longitudinal direction is analyzed and the longitudinal curvature equation of the formed part is derived. The shape of flexible roll axis controlled at a number of points is represented by the cubic spline curve and the transverse curvature of the formed part after springback is then calculated piecewise. Typically experiments for forming concave shape surface and saddle-type surface have been performed, the experiment results are measured and analyzed by a binocular stereo vision measurement system, it is demonstrated that the formed surfaces are in good agreement with the desired shapes and the presented equations are useful for the continuous forming process design.     

Stress analysis based on strain measurement in sheet metal laser bending

Laser application in sheet metal bending represents a flexible forming method, which does not require specialized mechanical tools or large external forces. Whereas the required process parameters leading to simple bending geometries can be estimated to some extent by analytical models, for complex structures it is mostly not possible. A sufficient planning flexibility is generally provided by numerical simulation, yet particularly time-consuming if applied to incremental processes. To optimize this, an extended understanding of the material response during laser beam bending is required. Based on in situ strain and temperature measurements an analysis of incremental stress behavior is undertaken at multiple positions on the laser averted surface. For transient temperature recording a thermal camera is used. The surface strains are continuously detected by an ARAMIS-system. To calculate stress values an approach is proposed, which adapts Hook’s law on stress and strain for two-dimensions and which is further enhanced by plastic strain state and temperature changes. An analysis is provided for stainless steel (1.4301) and pure aluminum (EN AW-1050A), as well as for two cooling time periods in-between cycles. The incremental behavior of localized transversal stresses proves to be particularly complex. In contrast, longitudinal stresses approach a recurring incremental behavior pattern after very few initial laser scans. Furthermore, an indication on a material specific evolution of the plastic zone geometry is won.     

集成遗传算法下板料激光弯曲成形工艺优化

将模拟退火的思想引入遗传算法,控制遗传算法的时间,提高运行效率.同时利用混沌优化处理初值,实现全局优化.利用惩罚函数法对目标函数的约束条件进行处理,扩大遗传算法的应用范围.并结合薄板料激光弯曲的例子,与标准遗传算法和神经网络算法进行了详细的比较.结果证明:集成遗传算法得到的工艺参数数值更合理,组合更优化.     

板料弯曲成形性能的有限元模拟研究

介绍了以Pro/E为模具结构设计平台,利用有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA的前处理和求解模块对板料的弯曲成形过程进行数值模拟,分析了板料的弯曲性能,研究了弯曲半径对板料弯曲成形质量的影响,利用LS-PREPOST后处理器查看结果,得出应力应变曲线,为板料成形性能的检验提供了依据。     

镁合金薄板异步轧制的数值模拟与实验研究

采用数值模拟技术和实验研究,分析了不同工艺参数对镁合金薄板单向异步轧制产品性能的影响规律。运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件完成了数值模拟,进行了不同轧制条件下的单向异步轧制实验研究。利用金相显微镜观察了内部组织结构,采用拉伸试验机和显微维氏硬度仪等实验手段,检测了镁合金薄板的屈服、拉伸及硬度等物理性能。     

带钢异步冷轧及退火行为的研究

采用阶梯形异径轧辊,对带钢同时进行3种异径比的多道次异步冷轧,在压下率80%时,对轧件进行微观显微组织观察,并进行拉伸试验和不同温度的退火试验。结果表明：随着异径比增加,晶粒长度和宽度的比值增大,抗拉强度增加,退火后晶粒平均直径变小;随着异径比增加,观察到了较高位错密度的位错和较小尺寸的亚晶;验证了异步轧制与同步轧制相比变形更加剧烈,可以产生更多的位错和亚晶、提高带钢的强度、增加应变储能、降低再结晶退火温度。     

薄板激光弯曲机理的研究

试件在激光与材料非熔凝作用下动态变形过程实时测量的结果表明：薄板在激光照射下所引起最终变形的方向取决于材料的性质，可能是朝向激光束或背向激光束。研究结果进一步完善了薄板激光弯曲的变形机理，并为研究薄板激光弯曲过程奠定了基础。     

板金弯曲成形回弹问题的理论研究

分析了板金弯曲成形过程的回弹过程 ,利用成形过程中弯曲区域的平面应变和恒定厚度假设 ,根据VonMises屈服准则 ,建立了弹塑性材料线性硬化条件下板金弯曲成形的回弹计算模型 ,导出了纯弯曲条件下板金件的最小弯曲半径计算公式 ,并讨论了弯曲成形一般不等角平面弯曲问题的数值解法