铝合金由对称法兰件热挤压成形极限的理论分析

对铝合金轴对称零件热挤压成形进行了理论分析,总结出零件成形极限的影响因素及规律.通过建立法兰类轴对称零件在热挤压成形过程中变形区应力计算的力学模型,得出应力变化和法兰区外径最大尺寸的表达式.并通过不同应力状态下临界尺寸表达式的对比,分析径向压力P、材料与模具之间的摩擦力τ以及法兰区厚度t对法兰区外径最大尺寸Rmax的影...     

铝合金盒形件充液成形法兰变形特性及其失稳影响分析

通过有限元模拟和实验对铝合金盒形件充液成形过程进行研究,分析了铝合金盒形件充液成形法兰直边区和圆角区的变形特性,以及法兰变形对起皱和破裂等失稳形式的影响.结果表明:法兰圆角区变形复杂,存在径向压应力,根据变形特征可分为五个变形区;长直边法兰抗皱能力比短直边法兰小,容易起皱;短直边侧壁变薄量大,在与凸模圆角相切处的板料容易破裂;合理的压边间隙可以有效控制长直边法兰起皱和短直边侧壁破裂,实验结果证明了数值模拟结果的准确性.     

盒形件拉深时法兰变形区的剪应力与剪切变形

针对盒形件拉深成形时法兰变形区的变形进行了材料塑性流动的理论分析,提出了位移速度差诱发剪应力的观点。通过试验证明了剪切变形是盒形件拉深成形时法兰变形区的主要变形方式之一,剪应力与剪切变形的分布规律构成了盒形件成形的自身特点。     

开式冷挤压成形深小锥孔件时极限变形程度的理论研究

给出了深小锥孔件开式冷挤压成形时极限变形程度的定义,建立了变形区非稳态连续速度场;利用上限原理得到了极限变形程度的理论判据.分析了各主要参数对极限变形程度的影响规律,对指导制定深小锥孔件开式冷挤压成形工艺具有重要意义.     

方盒件拉深法兰区不均匀流动的模拟分析

盒形件及一些复杂形状的零件在拉深成形时,由于其形状的非轴对称性,变形沿变形区的周边分布是不均匀的,往往会造成各种形式的缺陷.利用开发的动力显式弹塑性有限元程序FEMStamping模拟了NUMISHEET'93国际会议的标准考题之一方盒形件的拉深成形过程,分析了摩擦系数、压边力和凹模圆角半径等工艺参数及毛坯形状与尺寸对法兰变形区材料不均匀流动的影响规律,给出了改善方盒形件成形质量的一些工艺措施.     

非回转对称拉深法兰曲边变形特性的实验研究

为了进一步认识和掌握薄板非回转对称成形性,向大型复杂覆盖件成形工艺及模具设计提供参考,采用试验和有限元模拟相结合的研究方法,进一步深入分析了矩形盒拉深中法兰曲边的变形特性.研究表明,在本试验条件下,法兰曲边对角线上的等效应变随矩形盒转角半径减小而减小,但变形向凹模口附近集中,不利于提高矩形盒成形性.另外,由试验、数值模拟及公式计算共同证实的法兰各特征区域的板厚变形分布状态,对于法兰应力应变分析以及分块变压料力控制拉深试验研究具有一定参考价值.     

润滑条件对圆管镦挤法兰成形的影响

对圆管镦挤法兰成形工艺进行了详细的研究 ,采用有限元数值模拟方法分析了润滑条件对成形过程中金属流动的影响及缺陷产生的原因 .给出了两种内径、三种壁厚情况下成形法兰宽度 -摩擦系数关系曲线 ,并进行了圆管镦挤法兰成形试验 ,数值模拟结果与试验结果具有较好的一致性 .     

车轮法兰面螺母成形工艺研究

以车轮法兰面螺母为例，对此类零件的两种成形工艺热压与冷挤工艺进行比较，论述了其工艺、变形以及模具设计的相关问题。     

圆管镦锻法兰成形的试验研究

通过对圆管镦锻法兰成形过程进行有限元数值模拟,分析了圆管坯料尺寸、摩擦等因素对圆管镦锻法兰成形过程中金属流动的影响及缺陷产生的原因。根据有限元数值模拟结果,进行了圆管镦锻法兰成形试验,数值模拟结果与试验结果具有较好的一致性。     

制动管一体式法兰接头热镦挤成形工艺仿真分析

目的 针对铁路货车空气管路制动系统中焊接法兰接头连接质量不佳的问题,提出一种制动管一体式法兰接头热镦挤工艺。方法 分析了制动管用AISI 321不锈钢的高温变形行为并构建了本构方程,并通过DEFORM–2D软件对制动管件法兰接头热镦挤工艺进行了数值模拟。结果 应力–应变曲线在低应变速率时呈现稳态流动,但在高应变速率下会出现明显的波动。本构方程得到的应力计算值与试验真实值的相关系数为0.986,平均相对误差为6.7%。在热镦挤工艺成形法兰接头过程中,挤压阶段的最大应力位于制动管扩径的圆锥面处;镦粗阶段的最大应力位于法兰接头平面成形处,并最终转移至法兰接头的圆角处。结论 建立的本构方程能够反映AISI 321不锈钢真实应力–真实应变的关系,可用于描述该材料在热镦挤成形工艺中的塑性变形行为。在该制动管一体式法兰接头热镦挤成形过程的镦粗阶段,摩擦因数保持在0.3以下能够有效降低镦粗力。     

盒形件拉延成形的刚塑性有限元数值模拟

本文采用刚塑性有限元理论，开发了一个二维数值模拟程序系统，对盒形件拉延成形中的法兰变形区进行了较全面的数值模拟，研究了冲压成过程中法兰变形区的金属流动规律。     

法兰连接爆炸冲击动力响应分析数值模拟

运用LS-DYNA非线性有限元软件,建立了法兰连接结构的三维有限元模型,使用罚函数法实现了法兰盘-螺栓连接-法兰垫的非线性耦合作用,利用温度荷载法实现了螺栓连接结构的预紧力加载,采用ALE多物质流-固耦合算法研究了法兰连接结构在爆炸冲击荷载作用下的动力响应特性,分别研究了法兰连接在爆炸冲击荷载作用下冲击波入射角、螺栓连接预紧力、法兰垫厚度对其结构的影响,并考虑了垫片为金属材料(合金钢)以及非金属材料(橡胶)时的情况。结果表明,法兰盘为法兰连接的主要耗能构件。合金钢法兰垫片受冲击波入射角的影响较小,而螺栓连接则主要受冲击波入射角的影响。法兰盘在高压压缩波的作用下会产生相对于螺栓连接的不均匀压缩变形。厚垫片并非比薄垫片好,适当减小法兰垫片厚度,可以提高法兰结构的抗冲击能力。     

基于有限元的法兰轴结构件塑性成形工艺分析

目的 针对法兰轴结构件塑性成形过程复杂、工序繁琐、成形效率低、材料易折叠等问题,基于塑性成形理论,对汽车法兰轴零件进行工艺分析,提出2种冷镦成形方案,对法兰轴结构件进行塑性成形工艺研究。方法 分析汽车法兰轴的几何特征,采用有限元分析软件对2种冷镦成形方案的成形载荷进行模拟比较,确定较为合理的工艺方案,通过正交试验设计进一步进行工艺参数的优化,选取预成形角度A、摩擦因数B、冷镦速度C、终成形圆角直径R作为4个因素,每个因素对应3个水平,并以成形载荷大小作为考核指标。结果 通过有限元数值模拟技术,得到工艺1各工序载荷分别为403、521 kN,工艺2各工序载荷分别为226、518 kN。可知工艺2比工艺1效率高,模具使用寿命更长。最后通过正交试验法获得各因素对成形载荷影响大小的排序为：摩擦因数>冷镦速度>终成形圆角直径>预成形角度,最优工艺组合为：预成形角度19°,摩擦因数0.2,冷镦速度15 mm/s,终成形圆角直径3 mm。结论 工艺2的冷镦成形方案缩短了锻件生产试验过程和修模时间,能够满足设计要求,为实际生产金属零部件提供了理论依据。     

薄壁环形零件滚压成形研究

选择对称带槽薄壁环形零件,采用紫铜板料,通过有限元模拟及成形试验分析了薄壁环形零件滚压成形的力学特征、主要成形缺陷及成形极限,给出了试件变形区的应力应变分布、试件宽度与槽部高度的变化及滚压成形缺陷的试验结果.研究结果表明:采用滚压成形方法加工薄壁环形零件是可行的,滚压成形是局部变形,变形区壁厚变薄;当厚宽比t/6≤0.044时试件与模具接触的槽底部金属起皱,t/b≥0.058时开裂;可以通过增大板料厚度和滚压系数mG提高槽部成形极限.     

法兰轴热挤压工艺设计及分析

目的以某型号法兰轴为研究对象,为了制取性能和结构合格的法兰轴。方法对其进行了结构及加工工艺分析,确定了成形工艺方案为:下料→正挤轴部→顶镦头部→反挤法兰及内腔。根据该工艺,建立了法兰轴的三维模型,利用有限元分析软件对法兰轴的成形缺陷进行了分析,并进行了工艺改进,以获得合格的零件。结果改进后的工艺可以制取合格的零件。结论此工艺方法对实际生产有指导价值。     

法兰盘热挤压工艺设计

以法兰盘为研究对象,对法兰盘进行了结构及工艺性分析,并对变形程度进行了校核,拟定了先镦挤法兰和台阶,然后分步成形中心孔的工艺方案。 利用有限元分析软件对法兰盘成形过程进行了模拟分析,预测了法兰盘成形过程中的缺陷,缩短了试模周期。 用方案一镦挤法兰和台阶时变形量过大,无法同时成形,因此提出先成形法兰后成形台阶的方案二,但成形台阶时坯料受力不均匀且变形量很大,也无法成形。方案三先成形台阶,后成形法兰,最后反挤中心孔,并对成形过程各工步成形载荷进行了校核,结果显示,各工步成形效果良好,单工步最大载荷及总的载荷均满足设备要求。     

浅谈高炉炉顶法兰的焊接工艺

为保证了焊接后高炉炉顶法兰焊接质量及焊接变形,本文描述了高炉炉顶法兰的焊接工艺.     

纯铜薄板矩形盒拉深特性的试验研究

作为非回转对称成形试验研究的一部分,进行了大量的矩形盒拉深试验.指出纯铜薄板的各向异性对矩形盒拉深成形性的影响不十分显著.增大凸模形状参数rc/w,成形中法兰短边和曲边材料向凹模口的流入速度减小,曲边变形加工度增大,是使成形极限降低的原因之一.rc/w=0.1附近,极限成形高度hmax最大.     

矩形截面件开式液压成形变形规律及起皱行为

目的 开式筒壳液压成形采用具有搭接结构的开式筒壳作为坯料,具有提高成形能力、改善壁厚分布、降低成形压力等优势。旨在以矩形截面件为对象,研究内压作用下开式筒壳的圆角充填行为。方法 采用数值模拟手段,分析了矩形截面件开式液压成形过程中的应力应变变化及成形缺陷。利用内高压成形机和自主研制的自密封装置,开展了搭接区中点分别位于圆角区、过渡区和直边区3种搭接位置条件下的矩形截面件开式液压成形实验研究。结果 模拟和实验结果表明,开式筒壳搭接区的外层为易起皱区。当搭接量为80 mm且搭接区中点位于圆角区时,模具型腔的外压作用有效抑制了起皱的形成。4个圆角中距离对应搭接位置最近的圆角最先完成充填。搭接区域所在位置的壁厚减薄率显著低于其他区域,3种条件下成形件中间截面的最大减薄率分别为10.4%、9.8%和10.2%,搭接区中点位于过渡区时最大减薄率较低。结论 采用一定搭接量的开式筒壳比封闭截面管坯更有利于圆角的充填。选取适宜的搭接位置可避免成形过程中起皱缺陷的产生。此外,搭接位置对开式筒壳圆角充填的应力应变分布、圆角半径以及壁厚分布起到重要作用。     

法兰类件虚拟制造系统

将自行研制的法兰类件温精锻成形过程计算机仿真系统与CAD／CAM软件Cimatronit结合，研究出法兰类件虚拟制造系统。系统重点论述了影响精度的几个方面。