机车用柴油机连杆杆身模锻成形的计算机模拟

连杆工字型杆身肋底是模锻成形中经常产生缺陷的部位。采用基于ＡＮＳＹＳ软件所开发的弹塑性热－力耦合有限元模拟系统,利用网格重划技术,对机车用柴油机连杆杆身截面模锻成形进行了弹塑性热－力耦合有限元模拟,得到了变形过程中的应力场、应变场及温度场的分布。根据变形过程中节点流动趋势,分析了折叠可能产生的原因和部位,并为确定合理的成形工艺方案和模具形状、提高成形质量和模具寿命提供了可靠的依据。     

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。     

铝合金机轮轮毂锻造流线仿真与实验研究

采用Deform 2D软件对铝合金机轮轮毂在不同工艺参数下的锻造流线进行仿真分析,并通过机轮轮毂缩比件锻压工艺实验研究对仿真结果进行验证.研究结果表明:适当增大坯料与模具之间的摩擦,可减小流线与锻件表面夹角,避免流线露头;与常规热模锻工艺相比,等温模锻工艺(模具温度和坯料温度均为450℃,压制速度为0.1 mm/s)在较高的温度和较低的变形速率下,可有效降低材料的变形抗力,增强材料在模腔中的流动性,成形的机轮轮毂流线分布合理,晶粒细小均匀,避免了热模锻过程中易产生裂纹、充填不满等缺陷.     

7050铝合金航空锻件热锻成形穿流缺陷分析

以7050铝合金航空锻件热锻成形为研究对象,利用数值模拟及实际生产试验研究了锻件成形的穿流缺陷问题,分析了穿流缺陷的形成机理及其影响因素.研究表明:穿流缺陷取决于多种因素,包括锻造方式、设备工作速度以及模具结构等;在锻件穿流区域,因为金属的剧烈变形以及局部温度升高,晶粒之间大量地聚集再结晶,晶粒调整取向、合并连接成大片状而形成粗晶;相比常规热模锻,在等温模锻工艺下,锻件筋部更容易填充,锻件流线分布更合理;常规热模锻工艺下,设备工作速度越大,锻件形成穿流缺陷的机率也越大;随着模具水平凸圆角半径的增大,成形结束时腹板处金属流向模具飞边的平均速度呈减小趋势.     

成形速度对7075半固态模锻组织均匀性的影响

在半固态模锻过程中,经常会出现液相偏析现象,使零件出现"弱点"或"弱区",这些"弱点"或"弱区"通常又是潜在的裂纹源和服役条件下失效的起因。为了分析研究半固态模锻液相偏析的影响因素,应用DEFORM-3D软件对7075铝合金半固态模锻充型过程进行了模拟,研究了成形速度对7075铝合金杯形件充型过程的影响规律。在模拟的基础上,利用压力机及杯形实验模具,进行了半固态7075铝合金流变模锻成形,研究了成形速度对7075铝合金杯形件半固态模锻组织均匀性的影响。模拟和实验结果表明:成形速度越高,充型越不平稳;在压头温度400℃、成形比压50 MPa、合金温度628℃的条件下,随着成形速度的增加,杯形件的液相偏析度增加,组织越不均匀,当成形速度为5mm/s时,杯形件的液相偏析度高达18.2%。     

基于数值模拟的厚板小孔类的模具寿命预测

随着冲压技术的不断发展,厚板小孔类零件的开发越来越多。但是生产此类零件的模具通常工作在恶劣的环境中,所以这类零件的广泛生产受到制约,其中一个重要的制约因素是模具寿命。因此选择厚板小孔冲裁模具作为研究对象,在分析了厚板小孔冲裁模具的特点和模具寿命研究理论的基础上,得到了模具寿命的影响因素,然后基于塑性成形有限元分析软件DEFORM进行模具寿命的数值模拟,通过分析凸模所受等效应力与磨损量的变化,总结出不同工艺参数对凸模寿命的影响规律。     

主动螺旋伞齿轮闭塞模锻物理模拟

根据金属流动趋势设计了主动螺旋伞齿轮的预制坯;开式模锻螺旋伞齿轮试验结果显示,模具结构复杂,所产锻件有飞边;采用闭塞模锻成形了螺旋伞齿轮铅试件,揭示了闭塞模锻主动螺旋伞齿轮成形过程,说明了用闭塞模锻工艺成形主动螺旋伞齿轮的可行性;通过铅试件网格试验,揭示出在闭塞模锻中金属内部质点的流动规律、金属流线分布趋势及纤维状况,说明了锻造齿轮内在质量高的原因;提出采用局部加热,以工件柄部代替大端冲头,设计大、小端双动冲头闭塞模锻模具的创意．研究结果表明,螺旋伞齿轮闭塞模锻铅试样物理模拟对该类零件精密成形工艺制定及模具设计具有重要指导意义．     

踏板杠杆锻造工艺及模具设计

本设计的零件为踏板杠杆锻造,经过对零件进行工艺性分析,完成踏板杠杆锻造设计与制造,经分析该锻件需要五道基本工序,即:自由锻上拔长,模锻上锤锻(滚挤、弯曲、终锻),切边模上切边,校正模校正,精压模精压。通过对可行性方案进行比较,最后确定该零件的最佳工艺方案。分析了模锻技术应用现状、国外新技术、模锻成形关键点及其制造工艺方案,介绍了制坯工艺、成形模具设计以及模锻工艺要点。同时也说明采用多工序组合方法制定工艺,依据金属塑性流动规律设计模具,在确保锻件成形精度和内在质量的前提下探索连接环锻件模锻成形技术。     

触变模锻Al-7%Si/Al-30%Si合金双金属的数值模拟

采用有限元软件DEFORM-3D对半固态模锻Al-7%Si/Al-30%Si(质量分数,下同)合金复合材料过程进行数值模拟,研究复合成形过程双金属坯料的充型特征,同时探讨工艺参数对复合成形的影响规律。模拟结果表明:单金属触变模锻具有整体性变形特征,双金属触变模锻充型性能受界面传力影响,其非动模侧充型能力比单金属的弱;随着下坯料初始温度提高,界面传力增强,底部充型能力增强;下坯料初始温度过高,会导致复合界面偏靠下侧、弯曲程度大、底部出现飞边;坯料与模具之间的摩擦因素越大,复合界面弯曲和边部向上倾斜越严重;Al-7%Si和Al-30%Si合金初始温度分别为585℃和575℃,当坯料与模具之间摩擦因数较小时,上、下坯料变形协调,锻件充型饱满,复合界面水平居中,双金属模锻复合效果良好。     

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     

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。     

表面小裂纹热锻模的疲劳寿命分析

基于材料自由表面特性并考虑微观结构非均匀性,根据金属疲劳裂纹萌生的微细观过程理论,建立材料表面塑性应变分布模型。由于局部塑性变形在萌生可分辨疲劳小裂纹的循环周次中占主导地位,本文将局部应力应变法应用于热锻模表面小裂纹扩展分析,选取表面最大塑性应变作为出现热机械疲劳裂纹的预测依据,计算的热锻模使用寿命与实践结果相吻合,能基本预测热锻模寿命。该模型为表面强化工艺能提高热锻模的疲劳强度提供了理论依据。     

机械结构预应力坎合连接的原理

针对重型机械中超大超重型件的制造、加工、运输、和装配难的问题,提出了预应力坎合连接的方法。指出了预应力坎合连接与普通机加工表面自然摩擦以及机械键合的区别,并从仿生学和接触力学的角度分析了多峰坎合连接的原理。通过预应力可使坎合处理后的剖分子件形成具有承载能力的整体件,基于此原理提出了3种预应力坎合连接的工程应用方法。坎合因数的测量实验表明,在预应力场的作用下,界面的坎合处理可以有效提高结构抗错移能力。通过350 M N模锻液压机模型实验,发现预应力坎合连接结构的抗错能力能够很好地满足模锻液压机的力学要求。该文还介绍了目前预应力坎合连接在重型压机中的实际应用。     

压力机成型模失效分析

一般压力机用锻模，视其工艺方法、工作条件的不同，其失效形式和使用寿命亦各不相同。我们对压力机轴承锻件挤压成型模具失效形式作出分析，提出在不改变现有工艺及操作方法的条件下，合理采用镶块模和选用模具材料最佳强度韧性配合等防范措施。来改善成型模的受力状态，从而提高其使用寿命。     

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.     

机械结构预应力坎合连接的原理

针对重型机械中超大超重型件的制造、加工、运输、和装配难的问题,提出了预应力坎合连接的方法。指出了预应力坎合连接与普通机加工表面自然摩擦以及机械键合的区别,并从仿生学和接触力学的角度分析了多峰坎合连接的原理。通过预应力可使坎合处理后的剖分子件形成具有承载能力的整体件,基于此原理提出了3种预应力坎合连接的工程应用方法。坎合因数的测量实验表明,在预应力场的作用下,界面的坎合处理可以有效提高结构抗错移能力。通过350MN模锻液压机模型实验,发现预应力坎合连接结构的抗错能力能够很好地满足模锻液压机的力学要求。该文还介绍了目前预应力坎合连接在重型压机中的实际应用。     

简述铝合金汽车轮毂发展现状

随着科技的进步,环保理念的深入人心,铝合金汽车轮毂因其质量轻、导热率高、成型性好以及产品外形美观等诸多优于钢质轮毂的特点被越来越广泛地应用.铝合金成型方式多种多样,从最早的重力铸造到低压铸造,而后为了进一步提升铝合金轮毂的性能,经过许多研究者的努力开发,又提出了铸造-热旋压以及半固态模锻工艺.同时,为了缩短铝合金轮毂更新的周期,学者们利用计算机对轮毂成型过程及成型过程中模具的状况进行模拟分析,预先找出实际生产中可能出现的问题及产生的缺陷,并进行调整改进,减少试生产所需时间.     

齿轮坯闭式模锻件图参数化设计系统

以AutoCAD2000为图形支撑软件，以其内嵌的VBA语言作为二次开发工具，开发出齿轮坯闭式模锻件图参数化设计系统。该系统具有人机交互确定与修改锻件参数，参数化绘制锻件图等多种功能。该系统的应用将大大提高工艺设计的效率。     

液态模锻SiCp/ZL201复合材料力学性能研究

采用半固态搅拌工艺和液态模锻方法制备了SiCp／ZL201复合材料。用光学金相显微镜、扫描电子显微镜和力学性能试验研究了复合材料的显微组织、力学性能和断口形貌特征。结果表明：复合材料中SiC颗粒分布较均匀，复合材料的硬度随着SiC含量增大而升高，强度具有极大值；液态模锻比压增大，复合材料的致密度增大，塑性增大，收缩率减小。