压缩-扭转复合变形的实验研究

本文以金属塑性成形的屈服准则为依据,提出了一种圆柱体压缩-扭转复合变形工艺,并且用塑性泥做了模拟实验。研究表明:该工艺与传统的镦粗工艺相比,能大幅度地降低锻造变形力,同时能消除坯料中的难变形区,改善变形分布的不均匀性,而且内部孔洞性缺陷能更快地闭合。该工艺在锻造生产中有着光明的前景。     

镦粗力计算公式

接触表面按不同摩擦规律分区,采用精确的变形能塑性条件,推导了圆柱体镦粗和平面变形条件下镦粗的变形力计算公式,使镦粗力计算值比现有的由近似塑性条件导出的镦粗力计算公式的计算值更接近实际。证明了由于采用近似塑性条件所造成的误差有时超过20％。列于非平面变形的平板镦粗过程的变形力计算,采用“分区计算法”,其结果与实测值相近。 将这些镦粗力计算公式制成了计算曲线,使镦粗力计算工作大为简化。     

金属三维塑性成形过程无网格伽辽金法数值模拟技术

将无网格伽辽金法(EFGM)与三维刚(粘)塑性流动理论相结合,对EFGM在金属三维塑性成形过程数值模拟中的应用技术进行了研究.分别采用边界奇异权法和修正的罚函数法处理速度边界条件和体积不可压缩条件,采用反正切摩擦模型处理摩擦边界条件,推导了金属三维塑性成形过程EFGM法数值模拟的刚度方程,给出了关键算法.对长方体金属镦粗过程进行了数值模拟,并将数值结果与三维刚塑性有限元体积成形商品软件Deform3D计算结果作了比较.发现两者吻合良好,表明了本文方法的正确性和有效性.     

快速车轮成形过程的刚塑性有限元数值模拟

采用刚塑性有限元模拟软件TFORM2模拟了915KKD快速车轮的预成形过程。通过分析车轮预成形过程的塑性流动规律和镦粗压下量对预成形的影响,预测了预成形后毛坯充填模膛的情况,并得到了较佳的镦粗压下量值,为车轮成形工艺设计提供了科学依据。     

厚板带直角边缘凸台类零件挤镦复合工艺研究

通过对带直角边缘凸台零件进行工艺性分析,提出了挤压工艺与镦挤工艺相结合的工艺方法.采用刚塑性有限元分析方法,运用Deform-3D有限元分析软件,对带直角边缘凸台挤压及镦挤过程分别进行了数值模拟.模拟结果表明:采用挤镦复合工艺能够获得带直角边缘的凸台;在挤压凸台过程中,反顶杆凸起高度越大,凸台边缘圆角越小,越有利于带直角边缘凸台的成形;反顶杆凸起高度越小,凸台孔壁与端面越容易出现破裂等缺陷.根据数值模拟结果设计并制造了一套挤镦凸台试验模具,对挤镦凸台过程进行了试验验证.结果表明,试验结果与数值模拟结果基本一致;增大凸模圆角半径和使用润滑油能有效地减少裂纹的产生.     

镦粗工艺理论与技术的进展

提出了普通平板间镦粗圆柱体高径比Ｈ／Ｄ〉１时刚塑性力学模型的拉应力理论和高径比Ｈ／Ｄ〈１的静水应力力学模型的剪应力理论,前者打破了传统工程塑性力学中所阐述的镦粗体内部总处于三向压应力之说,后者圆满地解释了大型饼类锻件中常出现的“夹馅饼”缺陷问题,平板镦粗所理论已被定性物理模拟和定量数值模拟,广义滑移线解,力学分块法和生产解剖试验所证实,在该新理论基础上,进一步提出方柱镦粗的两个新力学模型,锥形板镦     

基于晶体塑性模型的板料成形极限预测

用晶体塑性模型及M-K理论对具有初始织构的金属板坯的成形极限(FLD)进行分析,研究了初始缺陷、材料参数及初始织构对成形极限应变的影响.结果表明,晶体塑性理论能较好地预测金属板坯的成形极限曲线,同时通过初始织构及其演化的模拟能成功地分析材料各向异性对FLD的影响.     

刚塑性变形模拟的相似条件

本文根据相似理论确定了刚塑性变形模拟的相似条件,选取按比例缩小的模型,对塑性成形过程进行计算机模拟,计算了圆柱体镦粗和平面应变镦粗两个实例,为扩大计算机模拟的应用范围,提出了一种新的途径.     

油田用抽油杆镦锻成形过程数值仿真研究

介绍了抽油杆工艺特点及抽油杆镦锻成形工序过程.依据成形过程,基于三维刚-黏塑性有限元的理论,利用有限元软件对抽油杆镦锻成形各工步进行了数值仿真模拟.得到了抽油杆镦锻成形各工步的应力、应变、损伤场等的变化规律,为抽油杆镦锻成形提供了直观设计依据和经验.     

流动应力下降尺度效应的数值模拟

采用率相关晶体塑性本构关系及弹塑性大变形增量有限元方法,通过在晶粒尺寸相同条件下模拟不同尺寸微型铜圆柱体镦粗实验,对流动应力下降尺度效应现象进行了数值模拟研究,获得了与实验及表面层模型较为一致的结果.结果表明,随着坯料尺寸的减小,流动应力逐渐下降;晶体塑性理论能够解释并描述流动应力下降尺度效应现象,并在一定程度上对流动应力下降幅度做出预测.     

基于晶体塑性不均匀变形分析的Q235钢疲劳寿命规律预测

结合试验和有限元多晶晶体塑性计算模拟,研究循环载荷下Q235钢非均质性和不均匀变形对疲劳的影响,探讨疲劳寿命预测方法.完成Q235钢材料试样一系列对称循环下的低周疲劳试验,采用反映细观随机生成多晶结构的VORONOI多晶"代表性单元"(RVE)模型进行材料疲劳循环模拟.材料循环塑性特性用晶体塑性模型来描述,通过数值模拟...     

镦挤复合变形力的上限分析

本文运用上限法求解镦挤复合成形工艺过程中的消耗功率和单位变形力。首先采用塑胶泥和纯铅两种材料进行流动规律实验。在观察分析塑性流动模式的基础上,假设了对应于镦挤过程中两个不同阶段的运动学许可速度场,由之用上限法导出了求解镦挤成形消耗功率的两种模式的能量积分式。第Ⅰ模式适用于变形初始阶段,第Ⅱ模式适合于整个塑性变形阶段。第Ⅱ模式的能量式中有α_1、α_2及分流层半径R_n三个参数相互影响。通过三重迭代过程分别求出最佳α_1、α_2及R_n后回代求得最佳上限值。计算结果与纯铅试样的实测数据进行比较,吻合性良好。本文实验工作中还包括了用圆环镦粗法测定纯铅和10#钢相对于工具表面的不变摩擦因子m。     

有机玻璃的力学与光塑性性能

研究了有机玻璃的力学性能和光学性能等,通过试验得到了常温和冻结温度的有机玻璃的性能数据,提出了常温时光塑必方 变条纹,冻结温度下光塑性条纹是应力条纹的观点;用有机玻璃来模拟塑性加工的挤压工艺,证明有机玻璃是较为理想的模拟金属塑性大变形的光塑性材料。     

蜡基模拟材料及其在金属塑性加工中的应用

本文简要介绍了石蜡的基本机械性能,蜡基模拟材料的合成方法及其在金属塑性加工中的应用实例,以及该材料在国外的应用与发展。作者采用自行合成的特种蜡基模拟材料初步解决了铝型材挤压模工作带设计难题,从而进一步说明蜡基模拟材料在金属塑性加工中具有广阔的应用前景。     

基于有限元模拟热锻摩擦因子的镦挤变形测试法

针对金属热锻成形中准确测定摩擦因子的难题,提出了一种简单易行的摩擦因子测试方法——镦挤变形测试法.通过平上模和带有中心孔的下模使试件发生镦挤变形而成为含中心凸起的圆盘,以凸起高度和圆盘半径对摩擦因子的敏感性来表征摩擦因子;同时,采用有限元法模拟分析镦挤变形过程,并通过镦挤实验测试了在干摩擦和石墨润滑2种边界条件下试件与模具间的摩擦因子.结果表明,所得摩擦因子的测试结果与模拟结果较吻合.     

圆柱直齿轮超塑挤压成形中金属流动的模拟试验

针对圆柱直齿轮冷挤成形时材料变形抗力大、金属流动性差等不足，用Pb-Sn共晶合金对圆柱直齿轮超塑性挤压进行了模拟试验研究。试验表明用超塑挤压的方法加工圆柱直齿轮是可行的，且能降低成形载荷、改善金属的流动性与型腔尖角填充能力。     

H型钢轧制过程的计算机仿真

为解决H型钢轧制缺陷问题，用塑性有限元软件建立了H型钢的轧制模型，模拟了轧制过程，并用热力耦合法分析了轧件的变形和金属流动情况和腹板的轧制力分布。仿真结果与实测数据基本吻合。     

基于Deform 3D的铣削力仿真试验验证研究

铣削力是导致铣削加工件变形及刀具磨损的主要原因,利用有限元软件进行铣削加工模拟仿真是预测切削力变化的重要方法;而任何金属切削仿真软件分析结果都会有一定的局限性,并不能完全的模拟实际加工过程.以铝合金高速铣削加工为研究对象,设计了其铣削方案,借助某经验公式计算并估计主切削力大小,并利用Deform 3D铣削仿真模块进行模拟加工得到铣削力数据,最后通过实际铣削试验验证仿真所得数据的可靠性,为仿真试验结果准确性提供依据.     

轴对称与平面应变状态镦粗与模锻变形力间的关系

塑性成形问题的诸解法中，除平面应变的滑移线解外，轴对称问题尚无精确解，给寻求两种状态变形力之间的关系造成困难。本文对镦粗及模锻在两种状态下的解析解公式做了大量理论分析和试验验证，优选出两种工艺在两种状态下对应的最佳公式；然后采用公式比较法，找出两种状态变形力的比值关系。该比值关系是：镦粗为０．７￣０．８７，模锻为０．７￣０．８。     

多孔体材料在镦粗变形过程中表面裂纹的有限元预测

将传统的镦粗试验方法用于多孔体材料的塑性变形过程．以多孔体材料的塑性理论为基础,采用体积可压缩的刚塑性有限元法模拟多孔体材料的塑性变形过程．同时以Ｌｅｅ－Ｋｕｈｎ通过实验获得的局部应变极限准则为破裂条件,获得了在不同摩擦因子、高径比和初始相对密度条件下鼓形部位出现破裂的极限工艺参数．将模拟６０１ＡＢ多孔体材料的结果与Ｌｅｅ－Ｋｕｈｎ实验结果进行了对照．