基于有限元法的精密锻造齿环齿顶折叠的研究

针对钢质同步齿环在精密锻造成形过程中出现的小齿齿顶折叠现象,应用刚塑性有限元理论,利用专业塑性成形模拟软件对同步环的成形过程进行了模拟,获得了齿顶折叠的形成过程与机理。针对齿顶折叠形成的特点,借助塑性成形模拟软件进行了工艺优化,使齿顶的成形方式由原工艺的挤扩成形转变为镦挤成形,消除了齿顶折叠现象,获得了无折叠的齿环锻件。生产试制验证了研究结果的可靠性。

大型环件径轴向轧制有限元模拟中导向辊运动控制

利用数学软件MATLAB,对导向辊运动过程中的角速度、水平(X)、竖直(Y)方向的位移进行了计算,将获得的计算数据导入到通用模拟软件ABAQUS中,并利用其对4.6m大直径环件径、轴向轧制成形过程进行成形仿真。结果表明,合理的导向辊运动控制实现了大型环件的径、轴向轧制,模拟结果显示,应力、应变分布及端面鱼尾形状等符合实际。

多拐曲轴模锻成形毛坯精化技术

针对多拐曲轴材料利用率低的问题,采用数值模拟技术与生产试制结合的方法,对多拐曲轴毛坯精化问题进行了研究,提出了采用带阻力墙的飞边槽结构和凸形连皮形式实现曲轴毛坯精化的措施。以连皮的形状和厚度参数为指标,分析了不同结构形式的连皮对曲轴模锻成形的影响;以毛坯精化为设计指标,分析了阻力墙对不同下料尺寸毛坯的影响。研究结果表明,采用阻力墙和合理的连皮结构可以实现曲轴精密模锻毛坯的精化,此时阻力墙的斜度为10°、间隙为1～2.5mm、距模具型腔的位置为10mm,连皮结构为凸连皮、厚度为18mm。生产实践表明,多拐曲轴精化毛坯后材料利用率达到了88.3%。此研究成果可推广到其他曲轴毛坯精化技术中。

铜质同步器齿环半闭式精锻新工艺研究与技术实现

针对同步环零件的特点,结合实际生产,建立了可靠、精确的有限元模型,以DEFORM-3D数值分析软件为平台,分析出原有生产工艺的问题。提出了一种带阻力墙结构的新模具结构,最终实现了材料利用率由原来的53.7%提高到现在的73.4%。精确的模拟计算结果与试制生产结果相符合,实际生产验证了研究结果的可靠性。这一研究为同步环零件的材料利用率提高提供了相应的理论依据和技术指导。

Cu-Ag合金高温流变特性及其改进的本构模型

在变形温度为973~1123 K和应变速率0.01~10 s^(-1)条件下对Cu-6%Ag(质量分数)合金进行等温热压缩试验。利用试验所得流变应力-应变曲线,分析了高应变速率下Cu-6%Ag合金高温塑性变形时微观组织的演变行为;研究了高温塑性变形中材料的变形机制;构建了一种简化的本构模型,并引入Arrhenius方程及Z参数对模型进行改进。结果表明:Cu-6%Ag合金在热塑性变形过程中发生了明显的动态回复和动态再结晶;在应变速率为0.1、1及10 s-1,温度为1123 K的变形条件下发生孪生,造成流变应力突变而升高,出现应力谷值;经改进后的本构模型,考虑了应变、变形温度及变形速率对流变特性的影响,预测精度较高,更利于通过计算机语言写入有限元软件进行分析计算。