基于仿真技术的推力锥锻造工艺开发

以推力锥锻造成形工艺开发为目的,分析了推力锥产品锻造工艺的可行性,提出了2种锻造工艺方案,利用金属塑性成形仿真软件DEFORM-3D,对2种工艺的推力锥锻造成形过程进行了仿真.通过工艺优化,提出了精备料、准定位、快成形的推力锥锻造成形新工艺,即锯切下料、空气锤上镦粗及预锻、摩擦压力上机终锻的推力锥锻造工艺.通过生产试制及产品检测,获得了壁厚差在1.5mm以内、摩擦面的平面度低于0.7mm、无需后续机械加工的推力锥锻件.     

制动梁架整体成形工艺开发与技术实现

为满足铁路货车运输对新型制动梁架产品性能的要求,在分析了制动梁架产品结构特点的基础上,提出了采用"模锻拉制"工艺成形制动梁架的新方法.对不同设计参数下制动梁架模锻预成形过程和拉制成形过程进行有限元模拟,获得了制动梁架预成形模的优化截面形状,发现金属局部"回流"是拉制过程中产生缩颈缺陷的主要原因,并据此确定拉制成形的最佳速度范围为87～96 mm/s.生产试制及产品检验表明,采用"模锻拉制"工艺成形整体结构的新型制动梁架是可行的.     

环境因素对正极性流光-先导转化过程的影响研究

在地闪连接过程中,正极性连接先导的始发和传播是决定建筑物是否遭受雷击的关键因素之一。但已有的正先导始发模型都是基于垂直于地面且形状规则的孤立接闪杆(避雷针),并不适用于形状各异的高大建筑物。因此,基于Gallimberti提出的流光-先导转化的热动力学模型,对已有的正先导始发模型进行了改进,并推广到任意形状的高大建筑物,分析了周围的环境因素(如温度、压强和湿度)对建筑物拐角位置处的正先导始发(或称为流光-正先导转化)过程的影响。结果表明:1)标准大气条件下,建筑物(长50 m、宽50 m、高100 m)拐角处流光-正先导转化所需要的最小电晕电荷量为0.522μC,转化时间为4.26μs,电晕电荷量越小,相应的流光-正先导转化的时间越长;2)当环境温度越低、湿度越大、压强越高时,流注茎-先导转化所需要的最小电晕电荷量越大,流注茎-先导的转化时间越短,其中,湿度的影响最大。     

支撑座铸改锻工艺仿真与实验分析

采用ANSYS软件对由铸件毛坯所生产的支撑座零件进行了受力分析,借助分析结果并应用失效原理,提出了采用锻造工艺生产支撑座的方法,得到了安全系数更高的支撑座锻件结构.同时,提出了将左、右支撑座合二为一的一模两件的模锻工艺,并采用DEFORM-3D软件对其成形过程进行模拟仿真,预测了工艺的可行性,通过生产试制表明,该项工艺可行,且产品性能稳定可靠.     

电阻直接加热锻造成形工艺方法及试验

针对传统锻造工艺流程长,能源消耗大的缺点,提出了一种采用电阻直接加热技术的新型热锻成形系统。采用该系统对42CrMo4棒料进行了热镦粗实验,研究了预接触压力、工件表面质量、电流对工件加热及成形过程的影响,为电阻直接加热模锻成形提供了指导。试验结果表明：1)采用该方法可以在短时间内将工件在模具中加热到成形温度;2)小的初始接触压力有助于提高工件的加热温度;3)在初始接触压力不变情况下,工件的加热温度与电流强度的平方成正比;4)模具与工件接触面质量对加热温度有重要的影响;5)在成形过程中采用恒定电流强度的电阻加热有效地降低了工件的冷却速度,使成形时间延长30%。     

材料成形CAD/CAE/CAM实验课程教学法研究与实践

针对现代工程技术领域对材料成型及控制专业人才的需求,提出了应用现代教育理念引导材料成形CAD/CAE/CAM课程实验教学的方法。教学过程中合理运用了多媒体及网络资源等现代教学手段,采用合作式、项目引领式等新型实验教学方法,实施＂产学研＂三位一体的综合实验教学。教学实践表明,新型的实验教学方法提高了实验质量,加强了学生自主性、创造性、团队精神及动手能力等的培养,获得了良好的实验教学效果。论文中的实验教学法可以推广应用到其它工程类课程实验中。     

材料成形CAD/CAE/CAM课程建设与教学实践

提出了＂材料成形CAD/CAE/CAM＂课程建设的主要内容。通过改革教学内容、完善教学手段、改进考试方法、强化实验教学等方式方法,总结出课堂教学、实验教学的具体措施,将现代设计方法和学科前沿的科研成果引入课程教学,利用多媒体教学完善教学手段。设置设计型和综合型实验,注重对学生创新思维能力的培养。     

铁路货车支撑座锻造成形过程仿真与实验

分析了支撑座的锻造成形性,提出了一模两件、左右支撑座合二为一的锻造新工艺、新方法,采用塑性成形有限元(FEM)软件DEFORM-3D,基于三维刚粘塑性有限元理论对支撑座的锻造成形过程进行了模拟分析及优化,并利用优化后的工艺方案进行了生产试制.产品检验及应用实践表明:支撑座锻造新工艺可行、锻钢支撑座产品性能稳定可靠.工厂已实现了锻钢支撑座系列产品的批量生产.     

非均匀壁厚锻件成形工艺分析

非均匀壁厚产品在工程中应用广泛,但采用传统的成形方式有较多的局限性.以转向油泵定子为例,对典型非均匀壁厚产品的成形工艺进行了研究,提出了定子温挤成形的工艺方法.首先,对挤压成形过程进行了理论分析.然后,建立了定子挤压成形过程的刚粘塑性有限元模型,利用模拟软件对挤压工艺过程进行三维有限元仿真模拟.在此基础上,优化了成形工艺参数,分析了锻件在成形过程中的金属流动规律,提供了锻件成形过程中的应力场、速度场的分布,为指导其他非均匀壁厚锻件的生产提供依据.     

土壤非线性电离对单根水平接地体冲击特性参数的影响研究

土壤非线性电离效应是影响接地体散流能力的重要因素。为了研究冲击电流作用下土壤非线性电离对接地体泄流能力的影响规律,以单根水平接地体为研究对象,采用三维时域有限差分(3-D FDTD)数值分析方法,基于L-D(Liew and Darveniza)提出的土壤非线性电离效应模型;根据电磁场理论,建立了水平接地体仿真模型,然后从暂态冲击接地电阻、最大暂态地电位升(GPR)和电导率分布等接地体特性参数角度来研究水平接地体冲击散流的物理过程。研究表明:1雷电流在接地体及其周围土壤的散流是复杂的电磁暂态过程,接地体的散流极不均匀;2土壤非线性电离效应减小暂态冲击接地电阻,而且考虑了土壤非线性电离效应的最大暂态地电位升要远远低于未考虑土壤非线性电离的情况;3接地体端部附近土壤电离区域大于中部附近电离区域,具有明显的端部效应。