连杆热模锻全过程的仿真分析及模具寿命预测

在考虑连杆热模锻模具的材料性能和工况条件基础上，采用有限元分析软件Msc．Superform对连杆热模锻全过程进行了非线性、大变形热机械耦合分析。实现了对连杆热模锻模具关键部位的弹塑性变形的全过程动态模拟仿真，得到了温度场、等效塑性应力应变场在时间和空间上的分布规律，研究结果符合实际情况，具有现实意义。在此基础上，运用Coffin-Mansion公式对所计算的模具寿命进行了预测，其结果与实际应用中的模具寿命基本一致，为进一步研究不同工况下热模锻成形控制和终锻成形模具结构设计提供了理论依据。     

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．     

飞边槽桥部尺寸对模锻成形的影响

通过坯料在模锻型腔中的压挤成形过程 ,模拟开式模锻中飞边槽对金属充满型腔的作用 ,根据“变形金属最薄的部分常常是决定变形力的重要部分”这一观点 ,分析和探讨飞边槽桥部尺寸对模锻成形及变形力的影响 ,提出对高度较小、直径较大的齿轮以及复杂模锻件设计方法的改进 ,以提高该类锻件的模具寿命和生产率。     

高强度钢板热塑性行为及在车身轻量化中的应用

为深入研究板材热塑性变形机理以及促进热成形工艺在汽车结构件生产制造中的应用,采用理论、试验与仿真相结合的方式,基于高强度钢板热-力-相变耦合本构关系,结合弹塑性非线性大变形分析建立了热塑性成形动力显式有限元列式,开发了高强度钢板热成形数值仿真有限元分析软件,对一款U型试件的热成形过程进行数值模拟,模拟结果与试验一致,且通过拉伸试验获得了成形后零件的力学性能,屈服极限在1 100 MPa以上,强度极限可达1 500 MPa以上. 并通过数值仿真对比一款热成形前保险杠与原始冷成形保险杠的碰撞过程,得出保险杠采用热成形件可减重36.5%,比吸能比原始模型增加16.0%.     

复杂铝型材挤压成形有限体积仿真

根据型材挤压成形属于特大变形、热-力耦合、坯料头部存在变形死区等特点，采用欧拉描述有限体积法(FVM)模拟了3级复杂型材的挤压成形过程，避免了传统刚塑性有限元法无法模拟变形死区，拉格朗日描述有限变形弹塑性有限元法难以重划特大变形网格等难题．模拟过程中，采用欧拉描述FVM仿真坏料流动，采用拉格朗日描述有限元法仿真模具变形和应力，采用显式动态接触算法仿真坏料与模具之间的相互作用．确定了兼顾仿真精度和速度的有限体积网格的最小尺寸和单元最大数量，提高了计算效率；建立了6063-T5铝合金在不同变形温度下的系列热-本构-摩擦模型，获得了金属流动、力能、温度、密度变化分布．为工艺和模具参数优化提供了依据．     

数控弯管管材成形三维有限元分析

以CNC数控弯管管材复杂空问成形的工程问题为背景，用三维弹塑性大变形理论来研究和分析管材在特定模具下的成形过程，并且编制了三维弹塑性大变形有限元程序。实现了管材弯曲成形过程的模拟，获得了设计模具和确定工艺参数的有关参考数据。通过实际管材在CNC弯曲过程中的计算，得到内部应力、应变分布及变形。再通过有限元分析，对于模具设计、弯管数据的修正，管材的材质、直径、壁厚的选取，以及加工中管材的弯裂、管壁起趋等现象的控制，提供了可靠科学的理论依据，提高经济效益。     

无缝钢管局部径向模具塑性成形数值模拟研究

采用大变形弹塑性有限元理论，用DYNA3D(研究版)有限元软件对无缝钢管局部径向模具塑性成形过程进行了数值模拟研究，得出了钢管成形时内部应力应变的变化规律，并与物理模拟结果进行了比较，有限元法的计算结果和物理模拟结果吻合很好，说明采用大变形弹塑性有限元理论的计算方法是正确的。     

某重型卡车前轴成形辊锻工艺设计与优化

针对某牌号重型卡车前轴锻件成形辊锻、模锻工艺调试中遇到的典型缺陷——工字梁充填不满开展研究,基于前期某锻造公司大量的生产调试数据和有限元分析软件,建立了前轴成形辊锻、模锻有限元分析模型;在此基础上,研究了工字梁充填不饱满缺陷的产生机理,重点分析了第3道次模具工字梁型腔部位的3个关键参数宽度B3、圆角R3、斜度A3对成形质量的影响规律,重新设计了前3道次辊锻模具工字梁部位孔型和尺寸,并完成了辊锻模具制造。生产结果表明,工字梁部位充填饱满,产品尺寸合格。基于数值模拟的设计方法有效增加了模具设计的准确程度,减少了模具修改次数,缩短了调试周期,保证了最终产品的质量。     

计入RBFNN重构油膜力的发动机连杆变形分析

提出了一种发动机连杆瞬态变形分析的耦合分析法。设计了一个3层径向基神经网络(RBFNN),来重构活塞组件的二维油膜力,通过连杆的耦合方程,得到了连杆两端的耦合力,进而借助商用有限元软件ANSYS分析了发动机连杆的瞬态变形,同时该耦合方法的有效性被证实。仿真结果表明:在计入二维活塞组件油膜力作用下,连杆最大变形可提前或落后于压缩行程的下止点。     

铝合金环形座锻件等温精密成形工艺研究

为选择合适的铝合金环形座锻件等温精密成形工艺,防止各种缺陷的发生,并使其获得合格的力学性能和抗应力腐蚀性能,采用有限元方法模拟了环形座锻件的成形过程。分析了成形时的金属流动规律,并通过预锻制坯和三次模锻工艺形成了外形完美、性能合格的高质量铝合金环形座锻件。结果表明,环形座外环壁表面处易受剧烈剪切变形而产生粗晶缺陷,因此应适当减小该处的坯料体积。坯料设计时应精确计算体积,避免多余金属过多引起终锻后期的大量金属外排,从而防止外环壁折叠缺陷的产生。通过采用多次模锻的方法在每次模锻后去除多余飞边和连皮,既可以减小下一阶段模锻成形过程中飞边桥部的阻力,降低模压力,又可以防止终锻时大量金属外排造成的折叠缺陷。     

连杆的锻造工艺及其应用

本文主要阐述了连杆的锻造工艺及在生产过程中易出现的问题及解决措施,对提高连杆质量提供了有效帮助。     

基于结构光的大锻件尺寸测量中光条纹中心线提取方法

大型锻件温度高,测量条件恶劣、误差较大,精确的尺寸测量可有效减少加工余量并提高材料的利用率.以高温锻件图像采集方法为基础,双目视觉结合结构光法可用于大型锻件尺寸在线测量.为消除干扰光线对在线测量锻件尺寸的影响,提出通过对单幅锻件结构光图像处理提取结构光条纹中心线的方法.该方法利用结构光条纹在截面上近似高斯分布的特点,首先根据设定阈值在行方向上搜索,并确定结构光条纹及干扰光线的起始位置;其后从起始位置开始沿光条纹在设定范围内搜索,并判断光条纹截面是否近似符合高斯分布以去除干扰光线;最后以结构光条纹起始位置为起点上下搜索,并计算结构光条纹的亚像素中心.实验结果表明:该方法具有计算简单、实现快速、稳定性好的特点,可用于大型锻件尺寸测量中结构光条纹中心线的提取.     

柱形件液态模锻中缩孔的计算机模拟研究

通过数学建模对柱形件液态模锻的温度场进行了研究,计算了凝固过程中在凝固收缩和加压补缩作用下的缩孔体积,建立了差分方程,编制了通用性软件,并以高锰钢为例进行了工艺研究。结果表明,液态模锻中比压、保压时间和压下速度是控制铸件不产生缩孔的三个重要因素,该软件对于液态模锻铸件缩孔的防止具有指导作用。     

从动螺旋伞齿轮精密锻造数值仿真

对从动螺旋伞齿轮的精密锻造过程进行三维刚塑性有限元模拟，获得了齿形充填饱满的模拟齿轮锻件及其变形过程，阐述了螺旋伞齿轮精密锻造成形阶段分类和齿形充填模式．铅试件实验从齿轮外形和成形力两方面验证有限元模拟的正确性．根据相似理论，预测出从动螺旋伞齿轮冷精锻成形力50州左右，解释了大截面的螺旋伞齿轮难以冷精锻的原因，提出了从动螺旋伞齿轮精密塑性成形的工艺方案．     

CAD在内燃机连杆设计中应用

讨论了计算机辅助设计（CAD）在内燃机连杆组设计中的应用,介绍了中小功率内燃机连杆CAD系统的构建过程,讨论内燃机CAD系统时所面临的关键问题及其解决方案,该系统的核心部分有：连杆设计导引、中小功率内燃机工程数据库、工程算法库及图形输出平台,对连杆设计的初期设计阶段的交互过程及参数化设计过程作了相应论述。     

130型汽车转向节模锻工艺及模具设计

在 130型汽车转向节锻件原有工艺的基础上 ,提出了新的成形工艺及模具结构。实践证明 :新的工艺及模具结构突破了传统思维框架 ,既有利于锻件成形 ,模具结构又相对简单、易于加工而成本较低、寿命也较长。同时对圆棒料的弯曲回弹进行了理论分析     

基于STM32控制器的智能黑板擦系统设计

针对某汽车转向器横拉杆连接杆的应力集中问题,在设计开发过程中,对连接杆主体型面结构进行优化设计,并基于Hyperworks软件进行有限元仿真,求得了优化前、后连接杆的最大应力值,验证了该优化方案的可行性。     

双连杆内燃机三维参数化建模与仿真

以双连杆内燃机为背景，采用基于底层语言(VC 6．0)与大型软件包(PrO／Engineer)二次开发相结合的开发模式，研究了内燃机装配仿真系统的总体结构，并建立了1126内燃机参数化模型．在此基础上，运用多体动力学的方法对内燃机曲柄连杆机构进行了动态仿真分析，得到了活塞的升程、速度、加速度变化规律，为内燃机的设计改进提供了重要依据。