薄壁管件加工的有限元模拟分析

利用有限元理论和计算机手段,对液压成形工艺生产薄壁圆管局部变方管进行了模拟分析,在正确处理各种边界条件和载荷路径下,得到了管件的变形过程、等效应力分布和管端位移等一系列物理场参数;同时也发现管内压力和轴向压力之间的配比关系是零件成形的重要参数。本研究结论可为实际加工该类工件提供理论依据和生产指导。     

集成油缸驱动的多层模板粉末压制成形模架

为了压制具有上二台面和下三台面的复杂零件,在分析国内外现有粉末成形模架特点的基础上,设计和制造了一套与粉末冶金精密成形压机相匹配、用于成形带上二台面和下三台面复杂粉末冶金零件的集成油缸驱动多层模板粉末压制成形模架.三层下模板分别由均布的4个油缸驱动,以保证模板受力平衡,因此集成油缸共由12个模架用油缸构成.通过光栅尺采集各模板的位置信息,并采用液压系统闭环精确控制压制过程中各模冲的位移,模冲的轴向位置精度为±0.01mm.通过各模板的协调运动,实现了复杂粉末冶金零件的压制,并保证了压制成形的粉末冶金零件密度的均匀分布.     

液压胀形圆角填充影响因素研究

以方形零件为例,研究了液压胀形过程中加载路径、摩擦系数、加工硬化指数和厚向异性系数对圆角填充性能的影响规律,采用3种不同的加载路径在由上海交通大学研制的计算机控制液压胀形机上进行试验,并采用动力显式有限元软件LS-Dyna对液压胀形过程进行仿真.结果表明:增大内压力有利于提高零件圆角处的贴模量;适当增加轴向进给量有利于改善零件的厚度分布均匀性;增大摩擦系数对零件的贴模量影响较小,但会降低零件的厚度分布均匀性;较大的厚向异性系数和加工硬化指数有利于液压胀形零件的圆角填充.     

汽车尾喉内高压成形数值模拟的研究

应用dynaform有限元软件对汽车尾喉的内高压成形过程进行模拟分析,研究了不同加载路径对成形的影响,得出了最佳的成形压力和轴向进给量及其最佳匹配关系,成形结果均较理想,得到了合格的成形零件。并对同一材料,施加相同的成形压力和轴向进给条件下,管坯的摩擦系数变化趋势进行了分析。     

500t管端加厚机的步进运输机构液压回路分析以及改进措施

步进运输机构是管端加厚机的主要设备之一,其功能是完成对管坯的取料和落料,采用液压传动和连杆机构的传动方式。针对管端加厚机的步进运输机构在工作过程中出现的振动和冲击现象,对其液压控制回路进行分析。通过对比例换向阀阀口压力、液压锁的开锁压力等重要参数的计算分析,得出500t管端加厚机的步进运输机构在下降过程中产生振动和冲击的原因,提出了解决措施,通过生产实践,改造后的液压系统完全满足生产要求,达到了良好的效果。     

铲旋工艺的有限元分析及试验研究

针对含法兰盘双筒形零件内筒成形的铲旋工艺,设计了一种半封闭式双铲旋轮结构,基于Simufact软件平台建立三维铲旋刚塑性有限元模型,对铲旋工艺的成形效果进行分析,并采用CDC-60型旋压机床进行试模验证试验.结果表明,在铲旋成形过程中,变形区的金属始终处于受力不均、受挤压的状态,从而发生轴向、径向、切向的位移,并产生轴向长高、径向增厚的效应.在铲旋成形后期,底部金属所受小变形区的阻力作用增强,使其径向增厚受阻,从而在筒壁内侧出现了欠料缺陷,而且进给距离越大,其增厚效应和欠料缺陷越明显.试验所得旋轮内筒的有效高度和壁厚分别为35.0、6.9 mm,超过铲旋厚度的15和3倍,试模试验结果与模拟结果的误差小于10%,从而验证了数值模型的可靠性和半封闭式铲旋轮结构的可行性.     

空心双拐曲轴内高压成形数值模拟的研究

内高压成形技术作为一种先进的轻量化的成型工艺广泛应用于汽车、航空、航天等轻量化领域,近年来成为广泛关注的热点。应用有限元模拟软件DYNAFORM对空心双拐曲轴内高压成形过程进行模拟,研究了不同加载路径下轴向进给和内压力对内高压成形的影响,给出了最佳的成形压力和轴向进给的加载路径,成形结果均较理想,得到了合格的成形零件。     

纤维增强金属层板零件充液成形过程及工艺分析

对某型号飞机外表面盒形件进行研究,应用有限元软件Abaqus/Explicit建立玻璃纤维增强铝合金层板充液成形的有限元模型,研究充液成形过程中液室压力以及压边力对成形结果的影响,并通过实验验证仿真结果的准确性;通过对成形后的零件进行真空固化处理,最终得到合格零件。研究结果表明:在该方盒形零件的充液成形过程中,当成形加载压边力为2.0 MN,液室压力为30 MPa时,可以成形出质量良好的零件;成形后真空固化处理工艺能有效校正零件翘曲等现象,提高零件强度和刚度。     

浮动叶轮轴向位移量对泵水力性能的影响

为了研究浮动叶轮轴向位移量对泵性能和叶轮轴向力的影响规律,将IS80-50-315型离心泵的叶轮向后泵腔方向轴向移动0、2、4、6、8mm,进行泵的性能和平衡腔内液体压力的测试.试验表明,在不同工况下,随着叶轮轴向位移的增大,泵的扬程、效率是降低的,轴功率是增大的;在设计工况下,泵的扬程和效率在轴向位移为4 mm较0mm分别降低了1.19%和1.84%,当轴向位移大于4mm时,随着叶轮轴向位移的再增大,泵的扬程、效率有所回升.试验结果验证了浮动叶轮轴向位移能调节平衡腔液体压力,改变泵轴向力特性.     

工艺参数对楔横轧多楔轧制成形机理影响分析

针对楔横轧多楔精密轧制长轴类零件中工艺参数的确定主要依靠经验、轧件缺陷频繁发生的难题,采用自主开发的多楔命令流有限元程序对多楔轧制过程进行有限元数值模拟,从理论上较详细分析成形角、展宽角和断面收缩率三个主要工艺参数对轧件内部等效应力、应变和轴向位移的影响,得到其相应的变化规律,并对断面收缩率对轴向位移的影响规律进行实验验证.     

管件液压成形的影响因素

建立T型管液压成形的有限元分析模型,对成形支管高度和管壁厚度的分布进行了模拟,与试验结果的比较证实了该模型的有效性．提出了综合反映T型管件液压成形性能的评价指数,对在不同的材料各向异性系数r值、应变强化指数”值以及不同加载路径、摩擦系数等工艺参数下的T型管件液压成形分别进行计算分析,讨论了这些因素对成形性能的影响．研究结果为有限元方法在管件液压成形中的应用奠定了一定基础．     

中冷器用集气铝扁管高频焊接前后的成型工艺研究

为解决现代汽车制造业对集气铝扁管生产的高速高精度要求,自主研发了一种铝合金薄带直接冷塑性成型为集气铝扁管的加工工艺,并着重研究了辊组模块化集成、基于变形区内连续成型以及辊组间速度匹配等关键技术问题。实验结果表明所设计的工艺及其加工设备合理有效,满足实际生产要求。     

基于灰色理论的薄壁不锈钢管弯曲工艺参数优化技术

针对导管弯曲加工工艺参数难以合理选择的问题,研究弯曲工艺参数优化技术.在导管弯曲工艺参数优化建模的基础上,提出了以虚拟正交试验和数值模拟技术确定工艺参数方案,以灰色理论进行方案评价的导管弯曲工艺参数优化技术.实例结果表明,经优化处理后的导管成形质量明显提高,验证了优化模型及优化方法的有效性.     

翻管工艺的研究

本文通过对外翻管工艺的实验研究,分析了翻管的变形特征,提出了扩口-卷曲-翻卷三种变形模式和扩口刚性端的概念.分析研究变形模式的转化条件和各种失稳型式产生的原因,导出了锥形模翻管的临界锥角、自由卷曲半径和圆角模翻管的终止曲率半径的公式.提供了翻管的多种方法、模具设计基本要求和一些有效的工艺措施.     

T型管液压成形过程的有限元分析

应用动态显式有限元法,建立了T型管液压成形分析模型,对不同加载条件下的模拟结果进行对比,分析了轴向载荷的作用,探讨了最佳载荷曲线的确立原则.     

一次成型四层卷焊管的有限元模拟

在大功率柴油发动机的高压油路中 ,常常需要用到管径较细、有一定壁厚且能承受高压的油管。以往采用铜来生产这种油管 ,其成本较高、资源少且加工精度低 ,而用卷焊管替代铜管则是发展的必然趋势。采用可靠性好、成本低、精度高的一次成型四层卷焊管可以克服上述缺点。在对其成型中各道次的孔型进行设计的基础上[1] ,通过有限元对其成型的可行性做了模拟 ,认为其孔型设计、轧辊布置等是合理的。     

静水压力下橡胶动态力学参数的声管测量方法

建立了利用水声声管进行静水压力下橡胶材料动态力学参数测量的方法.基于含均匀圆柱空腔结构中弹性波传播的等效复波数近似解和水声声管中等效复波数的测量、求解方法,通过制作均匀实心结构和含均匀圆柱空腔结构两种试样,分别获取其纵波波数和等效复波数,联合求解反演出橡胶材料的动态力学参数.对某橡胶材料常压和静压下的动态力学参数进行测试,总结出静水压力对橡胶材料动态力学参数的影响规律,对测试误差产生的原因进行讨论分析.对比静水压力下某声学覆盖层的吸声系数测试结果和采用实测橡胶材料参数进行有限元分析的结果,表明该方法具有较高的精度和潜在的应用价值.     

焊管液压成形极限的数值仿真分析

建立了反映焊缝、热影响区和母材3部分结构的焊管有限元模型,采用应变增量比作为数值仿真中的颈缩判据,计算出液压成形条件下QSTE340焊管的成形极限曲线,并利用数值仿真的工艺路径完成了QSTE340焊管成形极限的实验测定.结果表明,数值仿真所得成形极限曲线与其实验值较为吻合,最先发生颈缩的位置位于紧邻焊接区的母材单元上,与其实验观察的颈缩发生位置相一致,从而验证了所提数值仿真方法的可靠性.     

连续管钻小井眼水平井水力学分析

水力学分析是连续管钻井的重要内容。建立了连续管钻水平井水力学计算方法并对其规律进行了分析,结果表明:连续管弯曲会增加压耗,增加幅度随排量增加而增大。推荐现场采用50.8 mm和60.3 mm直径的连续油管进行钻井。从控制环空压耗(ECD)角度考虑,建议连续管钻井设计时应使连续管外径与井径比小于0.5;偏心使环空压耗减小,环空尺寸越小,偏心的影响越明显。岩屑床使环空压耗梯度增加,岩屑床高度越大,增加幅度越大。常规钻井时随测深增加,泵压逐渐增加,而连续管钻进时泵压基本保持不变,甚至在某些情况下还会略有减小。     

基于ANSYS Workbench的航空导管橡胶成形系统开发及成形性能分析

为提高有限元建模仿真效率、降低工程技术人员的操作难度,研究了T型三通管橡胶复合胀形仿真过程中涉及的关键问题。基于ANSYS Workbench仿真平台开发了航空导管橡胶成形系统,创建了建模仿真流程、参数化建模工具与仿真分析工具。利用开发的工具进行了T型三通管橡胶复合胀形研究,分别对最优工艺参数成形及起皱、破裂等成形缺陷进行模拟,以成形高度及壁厚最大增厚率与最大减薄率为成形性能评价指标,将仿真结果与现有试验结果进行对比。结果表明,使用开发工具进行有限元仿真的结果与试验结果吻合良好,验证了开发的航空导管橡胶成形系统的有效性,为成形试验及性能分析提供有效的参考与指导,具有一定的工程实际应用价值。