右后柱加强板拉深成形优化预测模型的建立

拉深是板料冲压成形的关键工艺,也是最复杂的成形工艺之一.文章将正交试验、人工神经网络和遗传算法结合起来,对板料的成形工艺参数进行优化,建立板料成形工艺参数的优化设计模型,并利用该优化模型最终获得满意的厚度最大变薄率和回弹量.     

载荷映射方法及其在模具结构优化中的应用

针对金属薄板冲压成形过程中成形力在板料与模具之间传递的关系,提出一种不同类型网格之间的载荷映射计算方法.该方法通过映射单元的精确定位,在板料壳单元与模具实体的四面体单元之间建立了一种对应关系,构建板料单元节点上的成形力与模具网格之间载荷映射的关系模型,从而得到模具表面精确的载荷分布.实例研究将该方法应用于模具结构的优化...     

应用有限元逆向法确定板料形状

合理的板料形状可以提高板料成形质量,降低成本.有限元逆向法确定成形类零件的板料具有很高的可靠性,文章用一盒形件模型验证了其真实性和精确性,并结合实例进行了逆向法的应用.该方法适用于少无切边零件板料确定,同时可得到初步的零件成形分析.而对于带有切边余量大的拉延类覆盖件的板料,应用有限元逆向法对凸模展开,其结果可作为拉延板料快速确定的参考.     

曲面件柔性拉伸成形时的过渡区

利用多夹钳式拉伸成形机能够实现夹持和拉伸成形的柔性化特点,对投影面为梯形的曲面件分别建立矩形板料和梯形板料夹持有限元模型,并进行了不同过渡区的矩形板料和梯形板料的数值模拟.结果表明,随着过渡区最大长度的减小,板料容易贴模,成形力减小,成形件的最大应变值减小,有效成形区应变、厚度分布更均匀,成形效果更好.对投影面为梯形的曲面件进行拉伸成形实验,实验结果与数值模拟结果吻合,验证了数值模拟的正确性.多夹钳式拉伸成形机能够根据模具形状合理设计过渡区形状,提高成形质量,节省材料,降低拉伸成形成本.     

板料成形数值模拟中摩擦的处理及应用

针对板料成形过程中工件与模具不同的接触条件，采用常摩擦模型，提出相应的摩擦应力的处理方法．在此基础上，通过实际的模拟分析，证明了该处理方法的可行性．同时探讨了摩擦对成形结果的影响．模拟结果表明，板料与凹模和压边圈之间的摩擦阻碍了金属向凹模内流动，对板料拉深成形是不利的，而增大凸模与板料之间的摩擦则可以有效限制制件侧壁的变薄，这对成形是有利的．     

应力-应变曲线形式对铝合金板料成形极限的影响

为使板料的成形性分析更符合实际,以Marciniak-Kuczynski(M-K)理论为基础,提出了采用应力-应变测量数据预测铝合金板料成形极限的方法.分别采用应力-应变测量数据、幂指数以及多项式拟合曲线三种应力-应变形式对6016-T4和7075-T6铝合金板料的成形极限进行研究.通过单向拉伸实验得到材料的应力-应变数据,构建了不同形式的曲线模型,计算了相应的极限应变,并绘制了板料成形极限曲线.将理论上预测的FLC与胀形实验结果进行对比,结果表明,采用应力-应变测量数据对板料成形极限的预测最好,而常用的幂指数拟合曲线得到的预测结果与实验存在一定的偏差.     

模内压板与成形复合工艺及杆系柔性成形模具

分析了板料在曲面成形过程中的应力分布情况和板料的受压屈曲与起皱机理,提出了一种新颖的板料成形方法———模内压板与成形复合工艺,板料在成形过程中板面法向受压板力的约束,可抑制板料受压屈曲,这种工艺方法可以显著地减少板料在成形过程中的起皱现象.杆系柔性成形模具由若干个可调节杆组成,若干个杆组合成一个阵列,各杆端冲压头可以更换,选用与被冲压板件局部成形面近似形状的冲压头组成一定尺寸的模具冲压面,以适应加工件的表面形状,从而构成冲压成形模具.模内压板技术与杆系柔性成形模具相结合,实现模内多点压板与成形,从而可以有效地抑制板料的起皱.     

基于遗传算法和仿真的冲压材料参数反求

利用冲压成形后便于获取的板料厚度值作为响应构造遗传算法中的目标函数,结合有限元法和遗传算法,提出一种快速反求冲压成形中材料性能参数的方法.在有限元模拟中,使用反求后参数获取的板料厚度值和实际冲压中的板料厚度值吻合度非常理想,验证了该方法应用于冲压成形的快速、准确和有效性.     

基于零件图的板料件产品模型

本文基于板料件零件图及其成形工艺,探讨了板料件特征构型方法,提出了以特征线为核心的产品模型.采用特征线可较好地解决形状特征与精度特征的统一描述问题,使得产品模型的特征信息完备.本文详细地描述了形状特征和精度特征及其与特征线的关系.     

材料强化模型对板料回弹量的影响

基于Lemaitre and Chaboche非线性随动强化理论、等向强化和Mises屈服准则,建立了复杂加载模式下非线性混合强化材料模型的弹塑性应力应变本构关系,并采用Backward Euler切向预测径向返回算法计算应力应变增量.基于ABAQUS开发式程序接口,编写了非线性混合强化材料模型用户子程序.以Numisheet‘93板料U型弯曲考题为例,分析了不同材料强化模型对板料回弹量的影响.结果表明,线性随动强化因模拟板料成形后的应力最小而低估了回弹量,各向同性强化因模拟成形后的应力最大而使预测的回弹量偏大.与Numisheet‘93实验值的比较可知,对于复杂加载问题,采用非线性混合强化材料模型预测板料回弹量的精度最高.     

C194铜合金薄板激光弯曲试验及力学性能分析

采用脉冲激光对C194铜合金进行激光弯曲成形试验,研究激光参数对弯曲角度的影响规律,并对弯曲前后试件的抗拉强度、载荷位移曲线、显微硬度、表面形貌和表面粗糙度进行对比分析.结果表明:板料弯曲角度随激光功率、离焦量的增大呈先增大后减小的趋势,随扫描速度的增大而减小,随扫描次数的增加而逐渐增大,且扫描次数较少时,两者呈近似线性关系;激光弯曲成形后的试件抗拉强度,随激光功率的增加呈逐渐减小趋势,但低功率条件下的晶粒细化效果反而提高了成形件的抗拉强度;成形后试件扫描区硬化作用并不明显,平均硬度比母材仅提高了3.3％;激光弯曲工艺产生的不均匀温度场使板料面粗糙度和x,y向截面粗糙度均有不同程度的增加.     

激光喷丸成形轴线几何效应解析建模

激光喷丸成形作为一种基于单脉冲激光冲击累积效应的无模柔性成形技术,成形中几何效应对于弯曲变形量的影响直接关系到成形精度控制.轴线几何效应是复杂型面成形几何效应的重要组成部分,其对弯曲变形的影响缺乏有效的分析方法.基于圆弧轴线梁变形假设,通过激光喷丸成形等效弯曲分析方法,建立轴线几何效应分析解析模型,实现弯曲方向轴线几何效应的分析.通过激光喷丸成形固有应变数值模型验证表明,该模型能够有效反映轴线初始几何特征对于激光喷丸弯曲变形的影响;计算结果准确性与初始轴线圆弧半径有关;初始轴线圆弧半径较小时,误差相对较大.轴线初始半径对于激光喷丸弯曲变形影响较大,不同轴线初始半径分析结果表明,轴线初始半径增大时,轴线初始半径的几何效应逐渐减小.     

销轨弯曲角对采煤机行走机构动力学特性的影响

为研究行走轮经过销轨连接处时的动力学特性,分析输送机在水平弯曲和垂直弯曲两种工况下销齿啮合中的三种激励,建立了销齿啮合力和导向滑靴与销轨间最小间隙的数学模型。利用ADAMS建立行走机构动力学仿真模型,模拟销轨间不存在弯曲角、存在水平弯曲角和存在垂直弯曲角三种状态的动力学特性。结果表明:销轨间不存在弯曲角时,行走轮角速度波动率为10.5%。随着弯曲角度的增大,行走轮角速度波动幅值由77(°)/s增大到83(°)/s,销齿啮合力幅值由504 kN增大至632 kN;而垂直弯曲角对行走轮速度波动不大,对销齿啮合力影响可忽略不计。该研究为行走轮与销齿的可靠性设计提供参考依据。     

板料激光弯曲成形动力显式有限元模拟

考虑物性参数与温度的相关性,将三维瞬态温度场与热弹塑性形变场耦合,对激光诱发的热应力弯板过程进行了动力显式有限元模拟并定量地揭示了其成形机理．分析发现：激光弯曲成形时板料的应力状态与机械折弯时有根本不同;当激光束沿直线单向扫描时,板料两端的弯曲角度不同;板料的长度大于10倍板厚或5倍光斑尺寸时,板长对弯曲角度的影响不再显著;沿扫描方向,距离光斑中心3倍光斑尺寸以外的区域,仍然对弯曲变形量产生影响．数值模拟所得的位移场的形态与实验吻合．     

激光热应力成形工艺参数综合作用试验及评估

为了对激光热应力成形的工艺参数进行全面评估,通过改变激光束能量、光斑直径、扫描次数及扫描速度等参数,对0．6mm厚的AISI304不锈钢冷轧板进行激光热应力成形的正交试验,旨在评价参数的耦合作用,根据正交试验的原理,可判别相互影响的参数产生作用的主次关系．试验结果表明：在AISI304不锈钢冷轧板激光热应力成形时,正交试验的4个与能量有关工艺参数产生的作用是不同的,按对弯曲变形量影响的大小排序：扫描次数、扫描速度、光斑直径、激光束能量,其中扫描次数和扫描速度是两个重要的影响因素,它们对增加弯曲变形都有较大潜力。     

根据船舶运动数据实时估测船体波浪载荷

论述了一种时域估测方法，采用人工神经网络技术建立了垂向波浪栽荷与纵摇、升沉运动的时域关系模型。将上述方法获得的载荷估测值和应变法测量值进行比较验证，可以确保船舶响应监测系统(HRMS)的有效运作。船模实验验证了该方法的有效性。     

钢闸门结构时变刚度模型及其可靠度评估

基于可靠性原理，建立了水工钢闸门结构正常使用极限状态刚度可靠度分析的极限状态方程，提出了钢闸门结构刚度可靠度分析的3种计算模式．对影响钢闸门结构构件刚度衰减的主要因素——钢材锈蚀进行了统计分析，得到了锈蚀规律，并进一步分析得到了闸门构件刚度的衰减模型．以受弯构件为例，采用JC法对其刚度可靠指标进行了计算分析．结果表明，其刚度可靠指标满足结构可靠性总原则的要求，且露顶门的刚度可靠指标大于潜孔门的刚度可靠指标，从而初步确定了现行水工钢闸门设计规范正常使用极限状态的刚度目标可靠指标。     

盾构下穿引起上覆管线变形的解析计算方法

盾构下穿易引起周边土体产生自由位移，并进一步对邻近既有管线的受力变形产生较大影响。论文从能量角度出发，采用Rayleigh-Ritz法获得管线变形函数，并基于Pasternak地基模型建立管线在外力作用下的势能方程，采用最小势能原理对管线能量进行变分求解，获得盾构下穿引起上覆既有管线受力变形解析解。与既有文献实际工程监测数据对比，验证了该方法计算结果的合理性；与基于Pasternak和Winkler地基模型差分解进行对比分析，该方法更贴近实测数据。进一步参数研究表明：增大隧道开挖半径、地层损失率会导致管线变形及其弯矩的增大；隧道与管线的夹角的增大会减轻管线变形，但会增大管线弯矩。     

斜交墩截面刚度与弯曲正应力

斜交墩与正交墩受力的不同主要体现在截面刚度与弯曲正应力,通过理论分析得出斜交墩顺桥向截面刚度相对于正交墩增大,并推导了采用主惯性矩、斜交角和主轴坐标系坐标表示的斜交墩弯曲正应力公式,得到了在顺桥向弯矩作用下斜交墩截面中性轴的位置与斜交角的关系。通过对某实桥的斜交墩进行截面惯性矩计算,建立有限元模型计算弯曲正应力,对研究结论进行了验证。研究结果表明：主轴坐标系任意坐标点的弯曲正应力随着斜交角度变化而变化,且存在极值,该点应力极值对应的斜交角度仅与该点的主轴坐标系纵横坐标比值有关;矩形斜交墩（包括空心墩）顶点处最大弯曲正应力存在最不利的斜交角,并分别得到了矩形实心墩与空心墩角度的解析表达式。     

应用 Gauss-Bonnet 定理研究 Janis-Newman-Winnicour 虫洞的光线引力偏折

本文研究弱场极限下 Janise-Newman-Winnicour（JNW）虫洞所致的光线引力偏折. 以谐和规范为基础,我们首先推导了JNW 虫洞在谐和坐标系下的精确度规. 进一步地,采用 Gibbons 和 Werner 所倡导的几何方法,我们将 Gauss-Bonnet 定理应用于该引力场对应的光学度规上,获得了JNW虫洞赤道面内光线的三阶引力偏折角的解析式. 对于史瓦西几何,所得的偏折角与广义相对论中的方法得到的结果是一致的.