基于剪切修正GTN损伤模型的辊冲工艺数值模拟

在GTN模型基础上，考虑到微孔洞剪切变形对材料劣化的影响，建立适用于压应力状态的剪切修正模型。通过用户子程序接口VUMAT将与损伤耦合的弹塑性本构模型嵌入具有ALE法的有限元软件Abaqus/Explicit中。利用模拟拉伸与纯剪切试验拟合载荷-位移曲线以确定模型参数。将修正模型应用到辊冲工艺有限元模拟中预测断面质量，并进行试验验证。结果表明：前刃口为小间隙冲裁，塌角较小，光亮带较大但带有一定的倾角；后刃口为大间隙冲裁，塌角与断裂带较大，光亮带较小；裂纹会同时在前刃口凸模与凹模侧面萌发，而对于后刃口，会首先在凹模侧面产生。     

冲模调试和冲裁实验的研究

凸凹模刃口之间的间隙是影响冲裁件断面质量的重要因素 ,对实验冲裁模进行改进后 ,使凸凹模刃口之间的间隙可调 ,在实验时能观察到三种不同的断面质量 ,让学生理论联系实际了解间隙对断面质量的影响 ,拓宽了实验目的。     

中厚板冲裁问题研究

分析了中厚板冲裁时影响冲裁力的几个主要因素,并由实验确定了对于给定厚度的板料,斜刃口模具倾角α对冲裁力的影响是主要的,凸、凹模间隙次之。在模具结构设计方面,斜刃口模具可采用快速换模结构,以提高生产率。     

浅论冲槽模具刃口磨损与模具寿命

冲槽模具的主要失效形式有崩刃、刃口磨损、断裂等,文章分析了各主要因素对刃口磨损与崩刃的影响,并提出了如何防止冲裁模具刃口磨损以提高模具寿命。     

B1500 HS硼钢热冲裁过程的相变和冲裁精度

为了研究热冲裁零件微观组织及尺寸精度的变化规律,采用不同的冲裁温度和模具间隙比对B1500HS钢板进行了热冲裁试验.根据冷却曲线,研究了冲裁温度对硼钢组织转变和零件力学性能的影响;根据落料件的尺寸,分析了冲裁温度和模具间隙比对尺寸精度的影响;通过观察零件的断口形貌,分析了冲裁温度对断口质量的影响.结果表明:当冲裁温度一定时,落料件的尺寸随着模具间隙比的减小而增大;当模具间隙比一定时,落料件的尺寸误差随着冲裁温度的降低出现"正—负—正"的增长波动趋势;当冲裁温度为600~650℃或750~800℃时,落料件具有较高的冲裁精度;落料件的硬度随着冲裁温度的升高而增大,当冲裁温度为650~800℃时,落料件的组织为马氏体,硬度值HV约为550;冲裁断面光亮带的宽度随着冲裁温度升高而增大.     

作图法求冲裁模压力中心

冲裁模压力中心就是冲裁力合力的作用点.为了保证压力机和模具正常平衡地工作,模具压力中心必须通过模柄轴线而使压力机滑块的中心线相重合,否则会产生偏心冲击,形成偏心载荷,从而加速压力机和模具导向部分的磨损,使凸凹模发生偏移,配合间隙不均匀,刀口迅速钝化,从而降低冲裁模的寿命和冲床的导向精度.     

冲裁工艺对无取向电工钢叠片磁性能的影响

为研究冲裁工艺对电动机定子铁芯的磁性能影响,采用不同的冲头和冲裁间隙,对无取向电工钢圆片进行冲裁加工,研究在不同冲裁工艺参数下所冲出的电工钢圆环叠片磁性能优劣.通过纳米压痕测试表征了无取向电工钢冲裁边缘的残余应力分布,研究了无取向电工钢磁性能劣化与残余应力分布的关系.结果表明:对比3种不同冲头加工,平冲头冲裁后无取向电工钢叠片磁性能劣化程度最小,凹冲头次之,斜冲头最严重.当冲裁间隙为板厚的5%～20%时,随着冲裁间隙不断增大,无取向电工钢叠片磁性能劣化程度先减小后增大,存在最佳间隙.无取向电工钢叠片的磁性能劣化程度主要与冲裁边缘的残余应力峰值有关,残余应力峰值越大,无取向电工钢叠片磁性能劣化越严重.本研究可为工业无取向电工钢冲裁加工提供参数优化指导.     

基于ABAQUS的板材精冲工艺研究

构建厚度为1.5 mm的板材精密冲裁有限元模型,分析板材精冲的变形过程.通过大量有限元模拟,重点分析压边力和反压力对精冲断面质量的影响规律,并将模拟结果和试验结果进行对比分析.结果表明：当压边力不变时,随着反压力的增大,精冲断裂带长度不断减小,而断面平整度逐渐变差;当反压力不变时,断裂带长度不随压边力的增大发生较大改变,但断面平整度提高;当压边力和反压力相互配合时,冲孔断裂带最小,断面平整度最好;模拟结果与试验结果非常接近,说明压边力对精冲断面质量影响规律的模拟结果准确.     

厚板多孔冲裁时常见质量问题的分析与防范

对多孔冲裁过程尤其厚板多冲裁中时常发生的凸模受力断裂问题和零件孔距增大问题进行了理论分析,认为冲裁过程中冲裁力与凸、凹模之间的间隙所产生的力矩是其主要原因。结合实例,提出了具体的防范措施,如使用弹性退料板,加强凸模固定部分与工作部分的光滑过渡等措施,可有效地延长模具的使用寿命;适当减小模具设计孔距可提高零件的孔距精度。     

厚板料冲裁加工凹模的设计

本文通过对料厚12MM的支板零件的冲裁的工艺分析,提出采用平直刀口与斜刀口相结合的凹模设计,降低冲裁力。对于厚料的冲裁有一定的参考价值。     

碳纤维复合材料小孔钻削工艺参数优化

采用硬质合金麻花钻进行了碳纤维增强树脂基复合材料直径3 mm小孔的钻削试验,研究了工艺参数、刀具磨损对切削力和制孔质量的影响规律.首先,通过钻削试验,测得了不同工艺参数下的钻削力,回归分析得到了钻削轴向力和扭矩与转速和进给速度之间的关系式.然后,通过刀具磨损试验,获得了后刀面磨损量随制孔个数的变化曲线;对孔出口毛刺损伤进行测量统计和分析拟合,得到了毛刺面积与钻削扭矩间的关系式.最后,以材料去除率最大为优化目标,以钻削后无分层且毛刺损伤满足要求为约束条件,建立了工艺参数优化模型,获得了最优转速和进给速度.     

圆柱齿轮滚齿切削力的预测

切削力是滚齿工艺参数优化、刀具磨损预测和机床设计的重要依据. 针对圆柱齿轮滚齿加工,提出了一种基于实体建模技术的切削过程几何仿真方法,实现了未变形切屑的准确提取,进而计算出未变形切屑厚度. 基于微分离散思想,将滚刀刀齿切削刃离散成一系列微元切削刃,采用Kienzle-Victor力模型,建立微元切削力模型,进而构建整体滚刀切削力模型. 结合Kistler 9123C旋转测力仪和DMU50五轴立式加工中心进行滚齿切削力测量试验,试验结果表明,预测的滚削力在幅值和变化趋势上与试验测量结果吻合良好,验证了该滚削力预测方法的有效性.     

车削ZL109铝合金PCD刀具的 几何参数优化仿真

ZL109铝合金对刀具的磨损严重,难以获得较好的加工精度.而刀具几何参数对切削力、切削温度、表面加工质量和刀具耐用度都有重要的影响,对刀具几何参数进行优化具有重要意义.利用材料试验机和SHPB装置对ZL109进行准静态和动态冲击压缩实验,确定ZL109铝合金的本构模型参数.采用单因素试验法,模拟刀具的前角、后角和刀尖圆弧半径对切削力和刀尖温度影响.结果表明:刀尖圆弧半径对X和Y方向切削力的影响最大,前角对Z方向切削力的影响最大,而后角对刀尖温度的影响最大.通过正交试验法和极差分析,当刀具几何参数选择为前角γ0=0°,后角α0=7°,刀尖圆弧半径r=0.4 mm时,PCD车刀切削ZL109铝合金时刀具的切削性能最优.     

汽车翼子板多工步拉延成形有限元模拟分析

运用Dynaform软件对翼子板的拉延成形进行模拟和数值分析,通过对板料、工具、工序及控制参数等相关参数的设置,研究压边力、冲压速度和拉延筋对翼子板拉延成形的影响,并预测成形过程中板料的裂纹、起皱和减薄;根据板料变形的复杂程度设置拉延筋阻力的大小和分布,合理改变变形区板料的受力状态,提高实际冲压过程中的加工质量。     

大圆弧车刀车削玻璃的实验研究

本文根据玻璃边位印压实验结果,设计出了适宜于切削玻璃的车刀——大圆弧车刀,并结合玻璃切削过程中材料的去除机理,讨论了采用这种车刀时玻璃表面的形貌和刀具磨损的原因。     

精冲断裂过程的有限元模拟

从材料细观损伤角度对精冲原理进行了研究．开发了基于空穴材料的刚塑性有限元分析系统，该系统可以估算精冲材料的损伤状态，判断材料失效并模拟裂纹的扩展与汇合状况．利用该系统模拟了精冲过程中塑性变形与韧性断裂现象，预测工件断面光亮带高度，研究凸凹模间隙与剪切面质量关系，并与试验数据进行了对比．研究发现，凸凹模间隙与工件剩余厚度之比是影响断面质量的关键因素．