轴对称复合挤压问题上限解

复合挤压问题是金属成型塑性理论中的一个新的研究课题。迄今发表的文章大都采用平面应变滑移线法作的近似分析。一般地讲,应用滑移线法求解轴对称流动问题是不适用的。本文用上限法对轴对称复合挤压(杯——杆状)进行分析,导出了其上限解.     

平面双连通域稳态温度场的解析解

目前对于平面双连通域稳态温度场的问题,解析解法主要有分离变量法、虚拟热源法、积分变换法和格林函数法等.这些方法仅适用于几何形状简单边界条件不复杂的情况.本研究采用复变函数方法,利用映射函数将物理平面上任意形状的双连通域映射为像平面上的轴对称圆环,然后将偏微分方程转化为常微分方程,利用传热学中第1类边界条件,在像平面内可以求出轴对称圆环的稳态温度场.然后再通过映射函数将结果返回物理平面,便得到物理平面上任意形状双连通域的稳态温度场.对于已知映射函数的偏心圆环和含一圆孔的半无限域的双连通域两个问题,通过本研究提出的方法给出了温度场的解析解.而对于一般的双连通域问题,本研究通过最优化技术给出了映射函数的求解方法,获得了复杂双连通域稳态温度场的解析解.     

多道次非轴对称旋压成形轨迹参数化设计方法

提出了一种针对一般直边圆弧形截面零件的多道次非轴对称旋压旋轮运动轨迹生成方法.在小变形量普通旋压的平面应变模式的前提之下,运用体积不变原理,分析了一般多边圆弧形非轴对称旋压件的应变分布规律.通过合理的分配每个道次的变形量,生成每个道次的轨迹点集.使用心轴旋轮独立运动的非轴对称旋压成形装置,加工三直角边圆角形横截面旋压件,并对成形后零件的厚度分布、回弹情况进行测量,验证了这种道次生成方法的可行性,为数字化非轴对称旋压成形技术提供了一种新思路.     

金属塑性成形过程的计算机模拟系统

介绍一个通用的、适用于模拟二维（平面变形或轴对称变形）金属塑性成形过程的有限元计算机模拟系统Ｓ－ＦＯＲＧＥ，它基于热刚粘塑性有限元公式，该系统能够模拟模具形状任意的冷热成形的全过程，文中给出了用Ｓ－ＦＯＲＧＥ模拟的２个实例．     

冷挤压成形工艺中润滑特性的研究

文章对冷挤压工艺中的非稳态成形过程进行分析,在考虑金属塑性成形工艺中润滑剂呈非牛顿特性的条件下,运用塑性成形理论和摩擦学原理建立了比较精确的润滑模型,并运用该模型推导出油膜压力、润滑膜厚度、摩擦力的计算公式     

基于积分法的轴对称拉深成形凸缘区应力、应变数值解

在平面应力、平面应变和等效应变与位置半径反比假设条件下,对轴对称拉深成形凸缘区的应力、应变的解析解进行比较.在平面应力假设条件下,给出了基于直接积分法的凸缘区应力、应变计算流程,简化了参数方程的求解过程,得到了考虑厚度变化的应力应变数值解.理论分析和有限元模拟结果表明,3 种假设条件下的径向应力数值解与有限元模拟结果都相差较小,平面应力假设条件下的应力、应变数值解与有限元仿真结果更接近.采用0.87mm 厚的ST16钢板进行了圆筒形件拉深成形实验,测量了凸缘区的应变,分析表明,平面应力假设条件下得到的应变数值解与实验结果更相符, 有限元仿真结果与实验结果接近且趋势-致.     

倾斜类管件单道次缩径旋压的数值模拟

为了研究非轴对称旋压的成形机理,并为以后的参数优化及工艺设计提供依据,采用有限元分析MSC.MARC软件,基于三维弹塑性有限元理论建立有限元模型,对倾斜类管件的旋压成形过程进行了数值模拟.分析得出了单道次旋压成形时的金属流动特点及应力、应变分布规律,并预测了成形过程中可能出现的缺陷及其区域.模拟和工艺试验结果表明:倾斜使得旋压件的变形网格、应力场、应变场、壁厚分布都呈非轴对称分布,旋压件的三向主应力、应变在圆周方向大致呈正弦或余弦分布;成形时毛坯向0°域倾斜,该区域的起旋点附近具有较严重的壁厚减薄现象,是倾斜类管件旋压成形时较容易发生破裂缺陷的区域.     

基于主应力法的筋板构件成形载荷求解模型

分析了铝合金筋板构件挤压变形过程的金属流动规律,提出了计算成形载荷的包络圆等效载荷模型,该模型由筋条区域的平面应变问题主应力分析模型和腹板区域的轴对称问题主应力分析模型耦合而成.对比分析了包络圆等效载荷模型的解析解与经验公式解、数值解和试验数据的一致性,讨论了筋宽和腹板厚度对成形载荷的影响.结果表明:包络圆等效载荷计算模型不仅能够描述构件尺寸要素对成形载荷的影响,而且计算结果与数值模拟及试验结果比较一致,准确性高于经验公式;当筋板构件包络圆半径与腹板厚度的比值大于24时,模型解析解偏差较大.     

广义 Voigt 模型模拟的饱和土体轴对称固结理论解

本文采用广义 Voigt 模型,导出了自由应变条件下考虑井边涂抹作用,等垂直应变条件下考虑涂抹和井阻作用的饱和粘弹性土体轴对称固结理论解.解的形式有广泛的适用性,可概括 Barron 弹性解和郭志平粘弹性解等,故它更方便于工程应用.研究工作还表明:由于推导有误,关于这一问题的 Barron 解不满足固结基本方程;由于设置条件失当,传统的 Carrillo 定理不再适用于饱和粘弹性土体情况.     

增压器金属密封件结构性能分析

根据增压器金属密封件的结构特点 ,采用ANSYS有限元软件 ,把金属密封件和柱塞离散为轴对称二维平面单元 ,进行了应力场和热力场的耦合分析 .由应变、位移分析结果可得出金属密封件的内径加工公差和锥度 .分析所得结论可对金属密封件的设计、可靠性评估及机械加工等提供一些参考依据 .     

非牛顿特性下冷挤压流体动力润滑模型的建立

应用磨擦学和金属塑性成形理论，对冷挤压工艺中的流体动力润滑机理进行了分析。针对冷挤压高压、大剪应变率工况下，润滑剂呈非牛顿特性的特点，运用Ostwald非牛顿体模型，分别建立了冷挤压非稳定流体动力润滑状态和稳定流体动力润滑状态的数学模型，并运用该模型对以蓖麻油作润滑剂的纯铝冷挤压进行了分析。计算结果揭示了冷挤压过程中，润滑油膜厚度及油膜压力的分布。     

载荷对面接触摩擦副粉末润滑膜影响的实验研究

文章利用石墨粉末颗粒,基于端面摩擦实验机对粉末润滑的特性进行了摩擦学研究.重点探索了载荷变化时粉末膜的形成和渐变破坏过程,并利用光学显微镜对表面膜进行了观察;结果表明粉末润滑膜可以在一定载荷范围内长时间保持完整,实现良好润滑,并随载荷的增加逐渐表现出破坏现象.     

Eyring流体非稳态弹流润滑完全数值分析

导出了Ｅｙｒｉｎｇ流体非稳态雷诺方程，在采用差分方法对非稳态弹流润滑过程进行 数值求解的基础上，着重分析了润滑剂的非牛顿效应。文中的完全数值分析为摩擦力的 计算以及润滑表面接触疲劳的研究提供了精确的压力分布和膜厚大小。     

机械传动系统的智能感知技术

本文综述了传动系统关键零部件智能感知技术的发展状况,包括振动和润滑接触状态监测,以及封闭金属箱体内外的超声通信技术.振动监测主要通过嵌入系统内部的微加速度传感器及无线通信技术来实现;润滑接触状态包括压力、温度分布及油膜厚度,其中压力和温度分布测量主要利用接触式的金属薄膜电阻传感器,油膜厚度监测可以通过接触式电容方法或者非接触式超声方法.由于封闭金属箱体会屏蔽电磁信号,迫切需要实现基于机械波的箱体内外双向通信.同时,本文简要介绍了课题组开发的齿轮振动和应变无线监测系统,实验结果表明内部感知信号能够清晰地体现转速和啮合信息,从而反映传动系统的实时运行状态.     

板材成形过程中直拉深筋作用的数值模拟

本文通过对板料在直拉深筋中变形过程的分析,给出了一个简化的直拉深筋作用分析模型.针对这个模型建立了有限变形弹塑性有限元方程,并利用所编制的程序计算了半圆形截面和方形截面直拉深筋作用下板料的变形.实验表明数值分析结果是可靠的.     

板料冲压成形工艺参数的计算机优化

利用ＣＡＥ技术分析了桑塔纳轿车油底壳成形过程，并对其成形工艺参数进行优化．提出了合理的毛坯的形状和尺寸、定位位置、压边力大小、拉深筋的设置等，以此说明ＣＡＥ技术在板料成形工艺设计中的应用．     

永磁体作用下电阻点焊熔核中的电磁场分布规律

采用数值模拟方法研究了外加永磁体磁场作用下,电阻点焊熔核内的外部磁场、感应磁场及复合磁场强度及其磁场力的分布规律,并对熔化金属的流体流动模式进行了定性分析.结果表明,在外加磁场作用下,点焊熔核内的复合磁场分布以感应磁场为主导,从熔核中心至边缘逐渐增强,其径向磁感应强度分量随着永磁体工作距离增加而逐渐减小.熔核内同时存在由感应磁场生成的位于电极轴对称平面内的磁场力,以及由外加磁场引起的垂直于该平面的磁场力.在该正交磁场力的作用下,熔核内的熔化金属在电极轴对称平面及垂直于该平面的圆周方向同时进行高速流动,并呈现出沿熔核直径方向向外冲击的趋势.     

金属切削温度场数值模拟的若干问题研究

基于理论分析和实际有限元数值模拟计算中遇到的问题,研究、讨论了切屑分离标准、表面接触、摩擦系数的设定、切屑与工件之间的连接以及热应力耦合分析等各项技术,并应用大型有限元分析软件ANSYS,具体分析了金属切削过程中应力和应变的变化、剪切面的形成以及温度场对金属切削的影响,并依此对刀具作强度分析,得到若干结论。