H62铜合金本构模型构建及游动芯头拉拔力影响分析

以H62铜合金为实验材料,进行不同应变率下的单向拉伸试验。采用唯象建模方法建立铜合金的本构模型。通过二次开发,将本构模型导入MARC,以拉拔速度为实验参数,对游动芯头拉拔过程进行数值模拟。结果表明:利用强化系数与黏性系数建立的本构模型,对不同应变率下单向拉伸实验数据拟合效果较好,弹黏塑性模型对不同应变率下拉伸成形具有较好的适用性;随着拉拔速度增加,拉拔力逐渐增大,但增加的幅度较小。

预磨机磨矿系统的IMC-PID串联解耦控制

针对预磨机磨矿系统是一个纯迟延、强耦合的多变量系统,传统的单变量PID控制方法无法满足要求的问题,在满足预磨机设备的粒度生产要求及低功耗的前提下,考虑多种不同因素对磨矿系统的影响,设计了二输入二输出的控制系统,对于系统模型中含有的不确定性时滞环节,根据时滞与时间常数比值情况,选择采用一阶Pade模型近似来对其滞后模型进行转化,进而对模型传递函数进行对角矩阵解耦获得对角传递函数矩阵,并作为内部模型设计出IMC-PID控制器,最后对预磨机系统加入解耦环节的内模控制整定的PID控制系统与常规PID控制系统进行阶跃响应对比仿真验证.结果表明:所设计的加入解耦环节的IMC-PID控制系统具有较强的鲁棒性和满意的调节品质,能有效地解决磨矿系统输出间的耦合和时滞问题,且具有更好的动态性能和抗干扰能力,有很好的工程应用价值.

基于EDEM与ADAMS耦合的冲击破碎仿真分析

通过冲击破碎仿真模拟能使多尺度内聚颗粒呈现出较明显的弹性变形阶段、塑性变形阶段以及断裂破碎阶段。文章利用EDEM与ADAMS的双向耦合,对基于离散元法构建的钨矿石多尺度内聚颗粒模型进行冲击破碎仿真试验,通过仿真模拟发现,矿石多尺度内聚颗粒模型在冲击破碎过程中具有较明显的弹性变形阶段、塑性变形阶段以及断裂破碎阶段;分析得到了不同冲击角下破碎黏结键数目、冲击破碎力随时间的变化曲线,二者与冲击破碎能呈线性关系;对碎后的粒度进行筛分、统计,得到多尺度内聚颗粒模型破碎后粒度分布具有一定的单峰偏度正态特性,并与破碎试验结果进行对比,两者一致性较高,证实了利用多尺度内聚颗粒模型模拟矿石冲击破碎的可行性。

金属板材多点复合渐进成形破裂机理分析

以典型方锥台和圆锥台制件为对象,通过数值模拟和破裂试验,从成形区应力应变、厚度分布、破裂位置及破裂断口的形貌特征等对多点复合渐进成形破裂机理进行了分析。结果表明:方锥台破裂断口是在轴向加载产生,圆锥台破裂断口是在成形工具头平面加载产生;破裂断口是由细小的纤维被拉伸演变成微裂纹,微裂纹逐渐扩展成裂纹,最终导致破裂形成的。

基于MSC.Marc软件的板材多点复合渐进成形缺陷研究

为了研究板材多点复合渐进成形的破裂机理,以典型方锥台制件为对象,通过数值模拟和破裂试验实现对其破裂极限的预测。结果表明,在多点复合渐进成形过程中,制件在拐角处的厚度最小,韧性值最大,侧壁上的厚度和韧性值分布均匀,制件通常在拐角处出现破裂;当韧性值I=4时,数值模拟结果与试验相吻合,应用Lemaitre韧性断裂准则有效预测了1mm厚的1060铝合金板材的破裂极限。

板材两点对称式渐进成形轨迹的数值模拟研究

针对分层渐进成形中金属板材易破裂的问题,在两点对称式渐进成形工艺的基础上,建立了有限元模型,确定了工具头的加工轨迹,选定合理的工艺参数。采用分层渐进成形和螺旋渐进成形的方式,利用MSC.MARC软件对圆锥台制件的渐进成形过程进行了数值模拟,对比分析了两种成形方式下目标制件的壁厚均匀性、等效塑性应变和应力状态。结果表明:与分层渐进成形相比,螺旋渐进成形使目标制件成形区域的壁厚均匀性提高了2.3%;在螺旋渐进成形方式下,等效塑性应变的变化量更小,变形更加均匀,应力三轴度较小,成形质量更高。

多尺度内聚模型颗粒群振动挤压破碎数值模拟研究

不规则钨矿石颗粒的破碎特性是离心选矿机设计的重要依据,本研究通过对不同几何形状的结构及内聚力多尺度两个方面构建不同形状的矿石颗粒群模型,利用EDEM进行颗粒群在振动及无振动条件下的数值模拟试验,分别对颗粒群模型在振动及无振动条件下的挤压破碎效果进行对比分析,并分析颗粒群的破碎特性及力学分布特性。研究结果表明:在一定振动参数下颗粒群的破碎率均高于无振动情况,并且随着振幅的增加,在不同频率下模型破碎率大体上呈增加趋势;对比无振动条件下模型破碎率,表明振动参数有利于颗粒群模型的破碎。

板材多点复合渐进成形质量的工艺优化

针对板材多点复合渐进成形的质量问题,利用有限元软件Marc进行了不同工艺参数下的多点成形正交试验。以回弹角、壁厚均匀性和最大成形力作为成形质量评价指标,根据试验结果建立了各评价指标回归预测模型;采用主目标法建立了多点复合渐进成形评价指标数学模型,获得了最佳工艺参数组合。通过试验验证了模型的合理性。这能为成形出较好质量的制件提供依据。

管坯壁厚不均匀缺陷对铜管游动芯头拉拔过程影响分析

针对铜管管坯表面存在壁厚不均匀缺陷,为分析壁厚不均匀对铜管游动芯头拉拔过程的影响,采用壁厚不均匀度作为壁厚不均匀评价指标,并利用有限元分析软件MARC,建立壁厚不均匀铜管游动芯头拉拔有限元模型,对铜管游动芯头拉拔过程进行数值模拟.结果表明:随着壁厚不均匀度的增加,拉拔力逐渐减小,且大致成线性递减趋势,并产生波动,波动幅值随着壁厚不均匀度的增加而增大;游动芯头轴向位移和芯头窜动量都随着壁厚不均匀度的增加而增大,但增加的幅值逐渐减小;等效应力在轴向和径向的梯度逐渐增大,容易造成铜管在拉拔过程产生拉裂现象.随着壁厚不均匀度的增加,等效应变在径向和轴向存在严重分布不均匀,应变梯度较大,容易使铜管发生扭曲变形.

空调胶管爆裂的原因及预防

1台使用109h的平地机，在环境温度为26℃的稳定土平整作业中，打开空调制冷不到1h即出现1根空调压缩机高压胶管爆裂现象。仔细检查发现，爆裂胶管一面有10处裂纹，最长的裂纹长达10mm，另一面无裂纹。

薄壁铜管固定芯头振动拉拔过程中的摩擦分析

在拉拔过程中引入振动时,由于塑性成形中的"表面效应",可以减小拉拔成形过程中的摩擦力。基于有限元软件Marc,采用修正的滑动库仑摩擦模型,建立了薄壁铜管固定芯头振动拉拔模型,并对振动拉拔过程的摩擦与拉拔速度对摩擦的影响进行了数值模拟。结果表明:在薄壁铜管固定芯头拉拔过程中添加纵向振动可以减少铜管内外表面平均摩擦力,且幅值越大,频率越高,铜管内外表面平均摩擦力越小;拉拔速度为0~20 mm·s^(-1)时,随着拉拔速度增大,铜管内外表面平均摩擦力递增且上升趋势明显,拉拔速度大于20 mm·s^(-1)时,拉拔速度增大,铜管内外表面平均摩擦力增大,但增大的幅度小。

基于正交试验和BP神经网络的板材多点渐进成形工艺优化

针对金属板材渐进成形过程中易出现壁厚不均的问题,在多点渐进成形工艺的基础上,选定合理的工艺参数,建立有限元模型,设计正交试验方案,利用ANSYS/LS-DYNA对方锥台制件渐进成形过程进行数值模拟,并对正交试验结果进行极差分析、方差分析和BP神经网络优化。结果表明:在板材多点渐进成形中,进给量对目标制件成形区壁厚均匀性影响最大,其次是工具头半径,进给速度影响不明显;BP神经网络模型的预测结果与正交试验结果相比误差小于5%;1060铝合金板材在多点渐进成形过程中,当工具头半径为6 mm、进给量为0.25 mm、进给速度为30 mm·s-1时,可获得壁厚较均匀的目标制件。

薄壁铜管固定芯头拉拔和游动芯头拉拔的对比分析

为提高薄壁铜管拉拔后的成形质量,探讨不同拉拔工艺对薄壁铜管成形性能的影响,利用有限元软件MARC分别对两种拉拔成形工艺建立有限元模型,对比分析薄壁铜管固定芯头拉拔和游动芯头拉拔对拉拔力、铜管拉拔后等效应力、应变和残余应力的影响。结果表明:在相同工艺参数下,与固定芯头拉拔相比,游动芯头拉拔所需拉拔力明显更小,等效应力也相对更小,等效应变相等,残余应力在轴向和周向更小,且分布更均匀,在径向都趋近于0。在不考虑其他因素下,游动芯头拉拔更有助于提高薄壁铜管的产品质量。

工艺参数对薄壁铜管游动芯头振动拉拔过程拉拔力影响分析

在金属塑性成形中加入振动,可以有效降低材料变形抗力并提高产品质量。以薄壁铜管游动芯头拉拔为研究对象,分析了振动对铜管拉拔过程中拉拔力的影响,并通过有限元分析软件MARC,对不同的工艺参数(拉拔速度、外模模角和芯头锥角)进行数值模拟。研究结果表明:针对本模型,存在一个最佳外模半锥角和芯头锥角组合(外模半锥角α为12°,芯头锥角β为9°),使得薄壁铜管游动芯头振动拉拔过程中的拉拔力最小,而拉拔速度对拉拔力的影响较小。

工艺参数对直齿圆锥齿轮振动摆辗下模应力影响的有限元分析

为防止直齿圆锥齿轮摆辗下模齿根断裂、齿顶磨损等缺陷,在摆动辗压成形基础上,建立三维有限元模型,对不同摆头倾角和进给速度下成形直齿圆锥齿轮进行了有限元模拟与分析,通过对摆辗下模轮齿上的特定点进行受力分析,探讨了不同摆头倾角和进给速度对直齿圆锥齿轮振动摆辗成形过程中摆辗下模应力的影响,并对这两个参数进行正交模拟试验。数值模拟结果表明,当进给速度v=5 mm·s^(-1)、上模摆头倾角γ=2°时,摆辗下模轮齿的受力更均匀,摆辗下模的疲劳磨损更小,使用寿命高。