身管径向精密锻造的塑性应变分析与锻造比研究

目的研究身管径向精密锻造中,不同变形阶段的锻造比与塑性应变的关系,以及内膛成形的条件。方法提出了局部锻造比的概念,推导了整体锻造比和局部锻造比的关系。基于局部锻造比,给出了单次锻打所产生的塑性应变增量,求出了径向锻造过程的全场塑性应变的解析解。将弹线膛同时锻造成形的过程分为下沉段和锻造段,探讨了下沉段和锻造段的锻造比对各自塑性变形的影响,提出了内膛成形的必要条件,并用实际身管锻打进行了试验验证。结果每个截面沿轴向的变形都是均匀的拉应变,其值和锻造比成正比;径向和周向应变随着径向位置而变化,且和半径的平方成反比。结论下沉段的锻造比过大对内膛成形不利,增大锻造段的锻造比有利于内膛的成形。     

面向助力外骨骼效能评估的灰色层次分析法

为定量评估助力外骨骼综合效能,通过咨询专家和归纳统计,分析外骨骼整体性能,选取定义相关指标,建立多级外骨骼效能评估指标体系。采用层次分析法确定各指标的权重,基于灰色综合评价方法建立白化权函数,构建效能评估模型。最后以某型助力外骨骼为例,充分利用已有指标判断信息,得到总体效能评估得分,证明该模型具有一定的科学性和可行性,并可应用于其他不同方案的助力外骨骼效能评估中,为类似助力外骨骼的设计研发提供理论参考。     

正交试验法优化身管径向精锻成形工艺参数研究

采用正交试验法分析身管径向精锻成形过程中各工艺参数及参数间的交互作用对锤头锻击力及身管与芯棒间压力的影响,获得最佳工艺参数.建立轴对称有限元模型模拟各工艺参数取值不同时的身管径向精锻成形过程,由实际生产与有限元模拟中锤头锻击力的对比验证了轴对称有限元模型的准确性.为得到最小的锤头锻击力及身管与芯棒间压力,对正交试验结果进行方差分析,得到对优化目标影响最大的工艺参数及最优工艺参数组合,预测了最优工艺参数组合下的优化目标值,并应用轴对称有限元模型模拟最优参数组合,得到的结果验证了正交试验法预测结果的准确性.     

Hydroforming Process Design Using Finite Element Simulation for a Vehicle Instrument Panel Support Frame

Tubular hydroforming has attracted increased attention in the vehicle industry recently. This paper covers a complete hydroforming process design for an instrument panel frame by finite element simulation using the explicit code LS-DYNA. The manufacturing process for the instrument panel frame consists of tube pre-bending and final hydroforming. To accomplish hydroforming process design successfully, a thorough investigation of proper combination of process parameters such as internal hydraulic pressure and axial feeding is carried out by finite element simulation to predict the tube wall thickness and shape. An optimized process parameter combination is obtained and verified by the instrument panel frame hydroforming experiment. The experiment shows that designed process parameters can be used in real production through FEA simulation, but tubular thinned amplitude by FEA is less than that with the experiment.     

武器构件回转弯曲撞击瞬态向应分析

以Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁理论为基础，建立了武器构件回转弯曲撞击的理论分析和计算方法；讨论了各种撞击条件对回转弯曲撞击瞬态响应的影响；并对武器实际构件５６式７．６２ｍｍ半自动步枪击锤的回转撞击击针，进行了计算，计算结果与实测数据符合较好。     

盲孔法测定径向锻造身管表面残余应力方法研究

为了找到一种准确简便的测定径向锻造身管表面残余应力的方法,将盲孔法测定平板表面残余应力的理论应用到径向锻造身管表面残余应力的测量中。应用有限元软件计算盲孔释放系数的方法,对比在相同材料、受力情况与钻孔条件下的身管表面盲孔的释放系数与平板表面盲孔的释放系数,得到了盲孔法测定径向锻造身管表面残余应力的适用性范围;结合有限元法计算释放系数的优越性,提出了一种通过直接修正释放系数来修正由钻孔偏心所引起的误差方法。并应用盲孔法测定了某锻后身管表面的残余应力。     

身管精锻过程跨尺度多晶体塑性有限元模拟与织构预测

径向精锻是一种先进的身管制造方法。身管的多晶体材料经锻打后,晶粒会发生择优取向形成织构,在宏观上产生各向异性现象,这是普通有限元方法所无法模拟的。利用数学软件Matlab和程序设计语言Python联合编程并结合有限元软件ABAQUS,建立身管精锻宏观模型和细观多晶体模型;应用跨尺度方法,开发程序实现了宏观力学至微观力学边界条件的继承,使研究的晶粒尺寸达到了真实尺寸。分析微观多晶体模型的晶粒取向变化,使用Matlab编程画出锻后多晶体材料的极图和取向分布函数图,并用X射线衍射试验验证了晶粒取向模拟结果的正确性。建立了将身管径向精锻从宏观锻造到细观织构联系起来的一套研究方法,为预测锻后身管性能变化提供了思路。     

自调式激振器对高方平筛停车阶段共振的影响

为了使高方平筛在停车阶段获得较为稳健的减振效果,对采用自调式惯性激振的高方平筛停车过程进行了动力学建模和数值模拟。在考虑三相异步电机制动时的机械特性和滚动轴承摩擦的前提下,建立筛体、悬吊装置和自调式激振装置所组成系统的非线性动力学模型,运用4阶Runge-Kutta数值算法得到了偏心距不变式和偏心距自调式两种激振方式下停车过程的数值解。分析了自调式激振装置中初始偏心距、刚度和阻尼等对停车时间的影响规律。结果表明:只有在合适的参数匹配下,自调式激振方式才能获得较好的减振效果;适中的初始偏心距是提高减振稳健性的关键因素。所得结果对于振动机械中自调式激振装置的设计具有参考价值。     

身管线膛精密径向锻造的锻透性分析

身管内膛加工质量是保证身管武器射击精度的重要因素,为了提高身管内膛加工质量,利用有限元模拟方法研究身管内膛线膛部位的锻透性,并建立线膛锻透成形极限图。以5.8mm口径线膛身管为研究对象,应用有限元软件Abaqus,建立了身管径向锻造三维有限元模型,分析了膛线成形中应力与应变的变化规律。结合内膛锻不透缺陷的表现形式,建立了以径向和周向塑性应变为表征的身管内膛膛线锻透的判断准则,即阳线上各点周向塑性应变变化率为0和径向塑性应变小于0. 根据判断准则,得到以锻造比及毛坯径比为表征的身管锻透极限图,并通过试验验证了锻透极限图的准确性。试验结果表明：模拟的毛坯外径与内径比为3.7时锻透的锻造比极限值为21.18%,在试验的未锻透与锻透的锻造比之间,证明了锻透判断准则和锻透极限图的合理性。     

不同锻造比和Q值对身管横向力学性能的影响

目的 针对传统轻武器身管材料30SiMn2MoVA,研究不同锻造比和Q值对身管横向力学性能的影响。方法 通过弹线膛同锻工艺,径向锻造身管加工成试件,在胀形实验中采用固体不可压缩材料,获得身管横向力学性能。结果 身管材料锻后塑性变形量越大胀破裂纹越长,且未去应力试件准解理特征断口上出现轴向裂纹缺陷,胀破后沿着裂纹扩展而出现两侧开裂现象,去应力后均无此特征。结论 锻前身管材料塑性伸长率最高,随着变形量锻造比和Q值增大,锻后身管的横向塑性伸长率越低,胀破裂纹的长度增长;当锻造比为41%,Q值为0.46状态下,去应力前塑性消耗最大,伸长率降低6.9%;身管减壁厚阶段（Q≥0.26,锻造比大于34%）,其横向屈服极限和抗拉强度均随着Q值的变大而增大。