基于胶层填充的薄板包边成形数值模拟及实验研究

基于包边模型几何尺寸定义胶层填充率,通过有限元-光滑粒子流体动力学(FEM-SPH)法建立含胶包边工艺数值模拟模型,并与含胶包边实验进行对比验证,实现了折边胶直径、离边距、包边厚度对填充率影响的定量研究.研究结果表明:实验所得胶层流动、最终填充状态与数值模拟结果的一致性较好,实验所得胶层填充率与数值模拟结果吻合度较高,...     

薄板拉延过程中变压边力加载曲线的研究

压边力是薄板拉延成形过程中的重要工艺参数之一,变压边力可避免拉延起皱或破裂等缺陷.通过分析薄板拉延变压边力的力学机理,计算了指定圆筒形件采用多点压边变压边力加载装置时各压边点不起皱和不拉裂的临界压边力Qzi和Qli,分析了各压边点的变压边力加载曲线,证实了多点变压边力控制的可行性,认为变压边力技术在拉延成形中有较佳实践意义.     

花键轴冷滚压成形的分齿条件

自由分度式花键冷滚压成形工艺,不具备分度装置,成形过程的分齿阶段对整个滚压过程的成败至关重要.为保证冷滚压加工的正确分齿,必须对影响冷滚压成形分齿阶段的花键参数和滚压模具几何参数给出限定条件.按照滚压成形前后工件(花键)体积不变的原则给出毛坯直径的计算公式;根据分齿阶段花键毛坯与滚压轮作等线速纯滚动的运动特征,推导保证正确分齿要求的滚压轮齿顶圆直径公式;根据滚压时的受力分析,给出旋转条件及滚压轮的齿数条件;分析主轴转速及径向速度对分齿时齿距累积误差的影响.对所得结论进行实验验证,按照理论计算的结构参数及工艺参数,可以滚压出4级精度的渐开线外花键轴.     

薄材多点成形中回弹的预测

多点成形技术是三维曲面板类件柔性成形的新技术.在薄板边多点成形中,回弹是一个必须解决的问题.论文中采用显-隐式算法分析了板材厚度、曲率半径对柱面、球面等典型曲面的多点成形回弹的影响,得到了回弹趋势和回弹分布规律,这些结果对多点成形技术具有一定的参考价值.     

外螺纹的冷滚压成形工艺研究

为了进一步完善外螺纹的冷滚压成形工艺,基于外螺纹的三滚丝轮滚压原理,利用UG软件建立外螺纹工件的三滚丝轮滚压的简化分析模型,在有限元分析软件中对外螺纹的冷滚压成形过程进行模拟。仿真结果表明:在外螺纹工件的冷滚压过程中,工件和滚丝轮之间的作用力分布在工件表面接触区域,在接触点的等效应力最大。分析验证了外螺纹滚压过程中,滚丝轮所需的驱动扭矩大小与滚丝轮半径和切向载荷的乘积近似相等的理论计算结论。     

外花键冷滚压精密成形滚压接触面积的计算与仿真分析

通过外花键冷滚压精密成形的变形过程分析及适当假设，建立外花键冷滚精密成形滚压接触面积的数学模型。根据数学模型，求解接触面边界，对接触面积进行理论计算。并借助数值分析软件MATLAB，对接触面积的影响因子进行数值计算与仿真分析。     

考虑表面效应的纳米矩形薄板挠度解析解

将表面弹性理论引入到纳米薄板承受外载荷的变形分析之中,根据薄板的小变形理论建立考虑表面效应的纳米薄板弹性微分方程.采用级数展开法,求出承受均布载荷的四边简支板、两对边承受正对称分布弯矩的四边简支板和两对边承受反对称分布弯矩的四边简支板的挠度解析解.     

薄板微冲压成形失稳分析与实验研究

针对薄板微冲压成形过程中产生的尺度效应现象,以塑性应变梯度理论的本构方程为基础,推导出基于应变梯度的集中性失稳准则,并对薄板微冲压成形过程进行分析,得到冲压成形深度与极限应变值的关系,以及材料发生极限应变时的极限成形深度.同时,设计了相应的微冲压成形实验.结果表明,材料在微冲压成形过程中的成形极限小于宏观成形过程的成形极限,新的失稳准则能够更为准确地预测薄板微冲压成形过程中的成形极限.     

薄板拉深成形有限元模拟中的关键技术及应用研究

阐述了薄板拉深成形有限元模拟的基本思路,对薄板拉深成形有限元模拟中的关键技术进行了分析,并应用有限元模拟的方法对非轴对称拉深成形的典型零件--矩形盒的成形过程进行了有限元模拟研究.     

铜管外壁整体式三维翅片复合加工成形机理

通过对滚压-犁切-挤压复合方法加工三维整体翅成形的试验研究, 重点分析了整体式三维翅片的成形特征、条件和成翅机理. 当滚压深度ar和犁切-挤压深度ap为0.2 mm, 转速nr为50 rpm, 进给速度 f 为0.16 mm/r, 在外径Φ=16 mm, 壁厚t=1.5 mm的紫铜管外表面得到翅高为0.25 mm的三维翅片. 进一步研究分析表明, ar和nr、f和ap之间存在着相互匹配的关系, 随着加工参数变化得到了两种不同的结构: 一种为V型槽与U型槽混合结构; 另一种为单一V型槽结构. 对滚压加工与犁切-挤压加工相互影响规律进行了分析, 当滚压加工和犁切-挤压加工都成单一V型槽结构时实现了整体式三维外翅片滚压-犁切-挤压一次成形.     

薄板粘性压力成形的数值模拟

基于粘性压力胀形工艺，建立了薄板粘性压力成形的有限元分析模型．对薄板粘性压力胀形成形过程中的厚向应变分布进行了模拟，研究了薄板粘性压力胀形的成形性能，与实验结果的比较证实了该模型的有效性．对不同粘度、不同加载速率以及摩擦系数情况下的粘性压力胀形成形分别进行了计算，讨论了这几种因素对成形性能的影响，为有限元方法在薄板粘性压力成形的应用奠定了一定基础．     

缺口滚压后组织强化的分离与模拟

采用了薄板轨制工艺,将薄板在不同的轨制力下轧制,从而使残余应力趋于零,对获得不同压下量且仅有组织变化的试样,分离了残余应力和组织强化的作用,通过不同变形量和滚压试样硬度和晶粒度对比,可模拟滚压分层组织,为单独研究组织强化对疲劳性能的作用提供了条件．     

1Cr18Ni9Ti不锈钢薄板等离子电弧加热弯曲成形的温度场

为获得等离子电弧加热工艺参数和薄板几何尺寸对薄板温度场分布的影响规律,应用有限元方法对1Cr18Ni9Ti不锈钢薄板等离子电弧加热弯曲成形的三维瞬态温度场进行了数值模拟,分析了等离子电弧功率、扫描速度、薄板厚度以及冷却条件等对等离子电弧成形温度场的影响特性.结果表明:1Cr18Ni9Ti不锈钢薄板的弯曲角度随着等离子电弧功率的增加而增加,最佳扫描速度下薄板厚度方向温度梯度达到最大.改变温度梯度可以达到控制变形的目的.     

金属薄板等离子电弧加热弯曲成形实验

为了研究金属薄板等离子电弧加热弯曲成形的规律及机理,采用等离子电孤沿直线来回对1Cr18Ni9Ti和Q235薄板进行加热弯曲成形实验.结果表明,随着等离子电弧在薄板上扫描次数的增加,其弯曲角度近似呈线性增大;在一定范围内热输入越大(如减小扫描速度、减小电弧长度、增加电弧电流等),板材厚度越小,薄板的弯曲角度越大;在较低的热输入下等离子电弧加热弯曲成形使晶粒细化,有利于改善薄板受热区域显微组织的机械性能;成形过程中存在残余应变强化,受热区域硬度提高;等离子电弧加热弯曲成形还可以降低机械加工引起的残余应力,有效减少回弹.     

曲面冲压件的拼焊内压快速成形法研究

提出曲面冲压件的薄板微元拼焊内高压法快速成形方法.阐述离散化曲面片方法和利用高压介质成形的原理;建立拼焊平板之间的几何关系模型和单个拼焊板变形前后之间的关系模型,运用应力平衡方程、屈服准则计算成形力;利用自行设计的拼焊毛坯内高压成形试验系统,对不同厚度、不同拼焊方式的毛坯以及不同压力介质进行成形试验.结果表明,利用该方法能够得到与理想冲压制件基本一致的原型件,制造成本比较低,基本达到金属板料快速原型件的质量和成本要求.     

旋压法兰起皱预测

针对金属薄板在普旋成形时易出现法兰起皱失效的问题,开展了铝合金封头普旋成形的有限元仿真及实验研究,分析旋压法兰边的弹性应变能及其增量与起皱失稳之间的关系,提出了铝合金材料的起皱判据.结果表明:在金属薄板普旋成形过程中,旋轮给坯料施加的变形力导致了法兰边的弹性应变能增加和振荡.由于弹性应变能增量幅值的增加,法兰边和旋轮作用区围成的扇形区域中出现了不稳定区域,故产生失稳起皱.基于Drucker公设提出了法兰起皱的判据,并建立了计算流程.通过普旋实验的验证可知,该判据能较准确地预测旋压成形时法兰边的起皱缺陷.     

不锈钢三维整体外翅片管的复合成形

设计开发了一种新型的犁切/挤压刀具,通过滚压-犁切/挤压复合成形技术,在不锈钢管外表面加工出三维整体翅片.翅片形成分为两个过程:首先滚压出V型沟槽,然后通过犁切/挤压在V型沟槽上生成三维整体翅片.实验分析了不同滚压条件下形成的沟槽形貌,以及不同犁切/挤压条件下形成的三维整体外翅片形貌；并探讨了犁切/挤压深度、进给量对翅...     

汽车骨架零件成形工艺分析

本文介绍了拉延、胀形、弯曲、校形等几种常见薄板成形工艺,然后根据汽车骨架零件的结构情况分析其成形特点,结合各种薄板成形工艺制定出该零件的多工步成形工艺方案。本文的研究工作对于汽车零件的实际生产能够起到有益的借鉴作用。     

柔性模薄板成形的数值模拟

柔性模薄板成形在工程应用中常称为橡皮垫成形，这种成形工艺由于生产周期短、成形质量高而被广泛用于飞机、汽车以及其它工业的板件的生产.目前，对于这种成形过程的研究主要集中在试验研究，数值方面的研究非常少，本文用三维动态有限元方法对柔性模薄板成形过程的模拟，通过在计算机上反复模拟成形过程，得到比较合理的各种工艺参数、刚性模具尺寸以及柔性橡皮的类型.为了完整性，文中首先给出了三维有限元理论的基本方程，然后分析了一个典型零件的模拟过程，同时还对橡皮硬度对成形的影响进行了分析，最后给出了典型零件厚度的计算结果与试验结果比较.     

浅谈螺纹滚压加工技术

进入21世纪,随着市场需求个性化与多样化的不断发展,塑性成形取代大部分中小零件的切削加工将成为下世纪初的发展趋势。作为塑性成形的一种加工方式,螺纹滚压加工已被越来越多的紧固件生产厂采用,本文就螺纹滚压原理,适用范围,优点,影响因数及参数确定,加工中的故障表现及产生原因进行粗略阐述。