钣金成形毛坯展开方法研究进展

钣金成形中毛坯形状的确定是一个重要的工艺环节。该文对各种传统的毛坯确定方法进行了分析综述;对近年发展的确定毛坯的各种方法进行了分析对比。通过分析认为,有限元法将成为确定毛坯展开形状的主要方法,物理逆向法可能成为一种行之有效的方法,而传统方法将逐渐被淘汰。

筒形件磁脉冲辅助冲压成形数值模拟

针对磁脉冲辅助冲压成形过程,提出了基于ANSYS平台的有限元分析程式,通过编制用户子程序,采用重启动分析法,建立了冲压预成形过程显式求解和瞬态磁脉冲成形"松散"耦合分析之间的动态连接,并用于5052-O铝合金圆筒形拉深件磁脉冲辅助冲压成形过程的有限元仿真研究。结果表明,所建立的有限元分析方案,能实现圆筒形件磁脉冲辅助冲压成形连续变形过程的模拟,板坯变形信息体现了准静态冲压变形和高速率磁脉冲成形之间的耦合。有限元模拟结果与实验吻合较好。

高强度铝合金板材的温热介质充液成形研究

在温度20℃～300℃的范围内,对厚度1.2mm的7B04-T6高强度铝合金薄板在应变速率分别为0.0006s-1、0.006s-1和0.06s-1的条件下进行了单拉试验,并在此基础上利用MSC.Marc有限元软件进行了筒形件温热介质充液成形的差温热力耦合数值模拟,研究了成形温度、冲压速度和液室压力对于成形性能的影响。结果表明,在冲压速度15mm/min以及液室压力1MPa的情况下,零件的最大成形高度由常温下的20.5mm提高到了300℃时的31.6mm。

复杂形状钛合金热成形零件工艺仿真及参数优化研究

文章针对某型飞机复杂形状钛合金唇口零件的热成形工艺仿真,提出适当的简化假设,将热成形过程近似为普通冲压,使冲压分析数值模型方便应用于热成形分析中。以eta/DYNAFORM为平台,对TC2钛合金唇口零件的热成形过程进行了数值分析,通过模面设计、毛料形状与成形温度、压边力等工艺参数的优化,试冲获得了满意的成形结果,并指导实际生产。将计算结果与实验对比,计算结果较准确地预测出了实验结果,验证了数值分析方法的实用性与准确性。

一种基于改善拟应变法的壳单元模型

基于Hu-washizu变分原理,推导了四节点六自由度壳单元的更新拉格朗日(U.L.)动力显式有限元列式。采用11参数改善拟应变(EAS)法,避免了剪切自锁,提高了计算精度。通过对标准算例计算,验证了该壳单元动力显式有限元模型用于计算弹塑性大变形问题的有效性和精确性。

型材拉弯数值模拟夹钳边界条件的一种等效模型

拉弯是一种重要的型材弯曲工艺,被广泛应用于汽车和飞机制造业。有效应用该工艺必须了解不同工艺参数如何影响工艺过程和零件最终形状。当前数值模拟是研究这些问题的一种有效手段。然而准确模拟成形过程的前提是准确描述毛料的边界条件。张臂式拉弯夹钳力矩边界条件复杂,在数值模拟中处理困难,为此该文提出了一种位移加载等效模型。利用该模型对矩形中空截面铝合金型材张臂式拉弯过程进行了模拟和试验验证。切向应变、截面畸变和回弹模拟结果与试验结果基本吻合,说明上述夹钳等效模型可行,为后续工艺参数优化提供了基础。

薄壁不锈钢数码相机外壳液压成形工艺研究

数码相机外壳是形状复杂的非旋转体不规则结构薄壳形件,文章基于其工艺难点及形状特征分析,采用1Cr18Ni9Ti不锈钢板材进行了不同液压加载路径下的充液拉深成形实验,并结合有限元模拟,分析了液压加载与凸模运动的不同匹配关系对成形结果的影响;针对各种成形缺陷分析其产生原因,并确定了合适的成形工艺参数,模拟结果与实验吻合良好。在室温条件下,以1mm/s～2mm/s的凸模速度进行液压成形,在液压载荷最高为20MPa时,成功试制出表面质量好、结构精度高的薄壁不锈钢数码相机外壳。研究结果为复杂结构薄壳形件液压成形工艺参数的确定和优化设计奠定了基础,并为采用液压成形工艺生产和加工电子器件不锈钢外壳提供实验和理论依据。

钢铝一体化车身结构机械连接技术试验研究(英文)

不同材料的板件连接技术对开发钢铝一体化车身结构至关重要。机械连接技术是连接异种金属的新方法,通过试验方法,研究影响机械连接接头剪切强度与剥离强度的因素,这些因素包括冲头尺寸、异种金属板材的放置次序、板材厚度、连接接头直径等,得到了接头最大剪切力与最大剥离力随这些因素变化的规律,这些因素的影响从大到小依次为冲头尺寸、异种金属板材的放置次序、板材厚度、连接接头直径。研究结果为设计出优质的钢与铝机械连接接头提供了依据。

楔横轧大型轴类件轧制力规律研究

轧制力是楔横轧成形大型轴类件的重要技术参数之一。文章采用ANSYS/LS-DYNA3D有限元软件对大型轴类件的楔横轧成形进行数值模拟,分析轧制力随工艺参数和轧件直径变化的规律,通过轧制实验验证表明,有限元模拟具有良好的可靠性。该文对于楔横轧大型轴类件轧制力规律的研究结果,为设计大型楔横轧机确定力能参数,实现大型轴类零件的楔横轧经济化生产,提供了理论依据。

铜管四辊行星轧制过程有限元模拟分析

文章借助大型非线性有限元分析软件MSC.Marc,建立了铜管四辊行星轧制三维弹塑性有限元模型,并对四辊行星轧制过程进行了热-力耦合分析。获得了四辊行星轧制过程中铜管横断面的变形过程以及管坯温度场分布,并对轧制过程中轧辊受力进行了分析。将模拟结果与实验进行对比,认为该有限元模型可靠,且具有一定的精度,可用于铜管四辊行星轧制工艺参数的优化,并对模具设计具有一定指导意义。

波纹轨腰钢轨万能轧制数值模拟与实验研究

利用显示动力学有限元分析方法,模拟了波纹轨腰钢轨的轧制过程;分析了轧制速度、压下量、轧件初始厚度对轧制力的影响。在燕山大学三机架万能轧机上进行了波纹轨腰钢轨的轧制实验,在相同的轧制条件下,实验所得的轧制力与数值模拟所得的轧制力基本相符,证明了理论分析的正确性。说明用数值模拟所得的轧制力能参数能够用于指导实际生产中工艺参数的制定。

Pb-GF包覆挤压复合区长度的模拟与试验分析

金属包覆脆性非金属芯材所得到的复合材料用途广泛,但挤压时芯材易发生断裂,成形难度较高。文章以铅包覆玻璃纤维为研究对象,采用有限元分析软件DEFORM-2D建立包覆挤压过程数值模型,对关键参数-复合区长度进行了数值模拟,得出复合区长度的最佳值。在模拟的基础上做了大量试验,试验结果与模拟结果基本吻合,证明,该文结论可用于指导铅-玻璃纤维复合线材的工业生产,同时还为其他金属材料包覆脆性非金属材料的研究提供了理论基础和研究方法。

钛合金整体隔框等温成形局部加载分区研究

钛合金大型整体隔框在航空航天领域得到了越来越广泛的应用,等温局部加载为这类构件的成形提供了新的途径。等温局部加载过程复杂并且存在着加载区、未加载区和过渡区以及不同加载区之间的转换,合理的局部加载分区,是保证成形过程实施和成形质量的关键,文章研究并提出了局部加载分区的总体原则,随后基于DE-FORM3D有限元软件,采用数值模拟方法研究了局部加载分区(大小、位置)对TA15钛合金整体隔框成形过程的影响规律。结果表明,局部加载分区对未加载区材料错移的影响是短程效应,合理的分区可有效控制未加载区材料错移和降低总体成形载荷;分区对材料总体变形量和变形均匀性影响不大;采用筋上分区有利于提高筋的充填性能并可避免毛刺的产生,从而可提高了过渡区成形质量。

金属板料幂指型硬化模型应变强化系数K值研究

应变强化指数n值因同时体现金属板料胀形、压延等成形性能优劣,甚至与材料的宏观断裂和疲劳特性也存在一定关系,故已成为评价其冲压成形性能的主要材料参数而获得广泛关注。而幂指型硬化模型的另一重要参数——强化系数K值,前期研究虽表明其对板料的冲压成形性能也有重要影响,但目前对其在冲压成形性方面的研究甚少。文章以金属板料单向拉伸塑性失稳点特性为基础,结合硬化模型在该点附近较好地与板料真实应力-应变曲线相符合的基本假设,详细推导了K值与抗拉强度σb和n值之间解析关系,并基于该解析关系讨论了K值与n值在评价板料成形性能方面的一致性。结果表明,K值可作为衡量板料成形性能的综合指标,为研究金属板料成形能力评价方法打开了新的思路。通过实验证明了该解析结果的正确性及其工程适用性。

TRIP钢中残余奥氏体相变与断裂机制研究

文章以CR600TRIP工业成品钢为研究对象,利用彩色金相和EBSD等技术手段,在详细考察TRIP钢的微观组织,特别是残余奥氏体分布规律的基础上,进一步利用定量变形和SEM原位拉伸试验,对钢中残余奥氏体的相变行为和钢的断裂机制进行了考察分析。研究发现,钢中残余奥氏体的相变顺序表现出显著的选择性,而其断裂机制主要为微孔聚集型断裂。

AZ31B镁合金热拉伸流变应力研究

针对不同加工方法制备的AZ31B镁合金薄板,利用热拉伸试验机和金相显微镜对其在不同温度和变形速率下的流变应力进行了实验研究。结果表明,变形温度和变形速率对热拉伸时镁合金的流变应力有显著影响,峰值流变应力随应变速率的降低和变形温度的升高而降低。峰值流变应力随板材的厚度增加而发生变化,低温时厚度效应较为明显。退火处理对冷轧板的峰值流变应力影响较小,冷轧板可直接用于热加工成形。峰值流变应力变化规律:挤压板>热轧板>冷轧板。

国产汽车钢板材料性能波动特性的统计学分析

汽车钢板材料性能波动特性是影响汽车制造质量的重要因素之一。运用统计学方法系统分析、比较了应用广泛的国产软钢系列的性能波动特性,通过正态检验得知,并非所有性能的概率分布满足正态并对不符合正态的分布提供了Box-Cox转换模型;由软钢系列的分析、比较得知,强度级别越高(断裂延伸率越低),波动越明显,镀层钢板的力学性能均值基本没有变化,而性能的波动有所减少。

基于SOA的模具协同系统架构的设计与实现

由于模具设计的复杂性,一副模具的设计通常需要由多个设计人员、多个设计组、多个设计部门甚至多个企业共同完成。模具设计过程中时常发生设计变更,由于设计信息不能及时的传递和更新,这些设计变更常常带来设计数据不一致的问题。因此,建立模具协同设计系统平台,使设计数据可以有效和正确地流动,可以提高模具设计的质量,减少设计的时间和成本。针对传统的面向对象的三层架构的不足,该文通过加入Web服务层,采用面向服务的架构构建模具协同设计系统;详细介绍了该系统四层架构的实现;并通过一个应用实例来说明系统的工作方式。

快速热循环注塑模具加热与冷却过程分析及其结构优化设计

快速热循环注塑成型技术(Rapid Heating CycleMolding,RHCM)是一种新兴的注塑技术,能够消除塑件表面熔痕、流线、银线等缺陷,塑件表面达到镜面效果,可消除污染严重的喷涂工艺。该文以大型液晶平板电视机面板为例,建立了RHCM注塑模具的传热分析模型,给出了RHCM模具的几种加热和冷却管道的布局结构,并通过对不同结构模具型腔表面加热和冷却分析,讨论了影响型腔温度分布的主要因素及其规律,并选定了一种较优的管道布局方式,在实际生产中得到了很好的应用。

《塑性工程学报》征稿简则