B型液压硫化机技术介绍

简要介绍了B型液压硫化机研制背景、工艺参数、技术参数、主要结构、检测标准等,其优点是硫化子午线轮胎提高产品质量,降低能源消耗,实现自动化、机械化,产品的性价比最优等。

环件径轴向轧制毛坯尺寸设计方法

毛坯尺寸设计是环件径轴向轧制过程优化设计的前提和基础,合理的毛坯尺寸设计,对于成功建立环件径轴向轧制过程、通过包括毛坯在内的过程优化设计以获得精确的环件尺寸和良好性能,具有十分重要的意义。为此,提出一种基于轧比和径轴向变形量分配比的矩形截面环件径轴向轧制毛坯尺寸设计方法,给出毛坯尺寸的计算公式与确定流程,阐明该毛坯尺寸设计方法的特点及应用范围。该方法基于体积不变原理,针对同一环件的轧制,可以设计不同轧比和变形量分配比的多个环坯,为研究不同环坯下的环件径轴向轧制变形行为、工艺规律以及包括毛坯在内的工艺过程优化设计、成形成性一体化调控提供了重要的方法和基础。

难变形材料环件双向辗轧过程轧制曲线设计方法

轧制曲线描述了环件双向辗轧过程中径向与轴向变形量的瞬时分配关系,决定了变形过程的历史和轧辊路径,因而对轧制环件的几何精度、特别是微观组织具有重要影响作用,对钛合金和铸坯等难变形材料的环件辗轧成形更是如此。提出一种环件双向辗轧过程轧制曲线的设计方法,该方法只要给定环件及环坯尺寸,便可设计'上凸形'、'直线形'和'下凹形'三类轧制曲线。以某TC4钛合金环件双向辗轧为研究对象,采用有限元建模仿真方法,揭示上述三类轧制曲线对环件圆度及组织(?相晶粒尺寸及体积分数)均匀性的影响规律。结果表明,相对于'直线形'轧制曲线,'下凹形'轧制曲线有利于提高环件圆度,而'上凸形'轧制曲线有利于提高环件的组织均匀性。为了同时发挥'下凹形'和'上凸形'轧制曲线的优势,提出并设计一种'S形'轧制曲线,可获得同时具有较高形状尺寸精度与良好组织均匀性的TC4钛合金环件。

材料参数对环件冷辗扩工艺的影响规律研究

基于ABAQUS软件环境,采用弹塑性动态显示有限元法,通过三维数值模拟研究揭示了几个重要的材料参数(硬化指数、屈服强度和弹性模量)对环件冷辗扩过程中环件端面质量、轴向宽展、辗扩力、辗扩力矩以及金属流动特性的影响规律,并从金属塑性成形原理和塑性加工力学等角度对这些规律进行了合理的解释,从而获得了何种材料性能适应冷辗扩成形的认识,为环件冷辗扩在实际应用中材料和设备的选择提供了依据,对揭示冷辗扩成形机理也具有十分重要的意义。

反求工程技术在复杂型面模具设计中的应用研究

通过实例介绍了反求工程技术在具有复杂自由曲面零件的模具设计与制造中应用的一般方法和步骤。这种方法通过反求工程技术快速复制产品样件 ,获取产品的表面数学模型 ,并充分考虑产品零件的成形工艺性 ,从而快速高质量地设计并制造出模具的成形部分———凸模、凹模 (冲压模具 )或型芯、型腔 (注射模 )

TC4钛合金锥形环辗轧整圆曲线设计及其影响规律

TC4钛合金锥形环辗轧过程整圆阶段的芯辊进给速度曲线形式,对成形环件的几何(圆度、壁厚均匀性)、温度与应变分布等具有重要影响作用。针对同一TC4钛合金锥形环件热辗轧过程,提出'上凸形'、'下凹形'、'阶梯形'和'直线形'四种整圆芯辊进给速度曲线(整圆曲线)的设计方法;进而采用基于ABAQUS软件平台的建模仿真方法,模拟揭示四种整圆曲线对成形环件圆度、壁厚均匀性以及温度与应变场的影响规律。结果表明,'上凸形'、'直线形'、'阶梯形'、'下凹形'整圆曲线下,成形环件圆度及壁厚均匀性依次变好;成形环件平均温度依次变低,温度分布均匀性依次变好;平均等效塑性应变依次变大,等效塑性应变分布均匀性依次变差。综合考虑环件圆度、壁厚均匀性以及温度与应变情况,'下凹形'整圆曲线相对更适合于TC4钛合金锥形环辗轧过程。

基于响应面法的Inconel 625合金大型厚壁管挤压加工窗口确定（英文）

研究确定难变形Inconel 625合金大型厚壁管挤压加工窗口,是获得具有良好组织性能挤压管材的关键。采用响应面法建立了一种确定基于温控挤压加工窗口的方法。首先,采用基于有限元计算数据的正交回归方法,建立了分别描述温升和峰值温度与关键挤压参数之间的响应面模型;其次,基于建立的响应面模型,分析揭示了关键挤压参数对温升和温度峰值的交互作用规律;最后,通过绘制挤压速度和初始温度空间峰值温度的等高线图,建立了不同挤压比下挤压加工窗口。基于该挤压加工窗口,可方便快速地确定合适的关键挤压参数组合。

高性能环件辗轧成形智能仿真优化新思路与研究进展

面对环件辗轧成形过程有限元计算效率极低和成形成性难以一体化调控的挑战,提出了环件辗轧智能建模仿真优化的新思路和新方法。该方法能在有限元计算过程中,实现各轧辊运动的实时协调匹配和基于目标驱动的自动调控,只需要一次有限元计算就可直接获得满足控制量(环件长大速度、轧制力、温度、组织性能等)目标要求的环轧工艺路径;简介了超大型铝合金环件(10 m级)双向辗轧智能建模仿真、超大型筒节环件轧制智能建模仿真、基于力控的大型铝合金环件(5 m级)双向辗轧工艺路径智能仿真优化、基于温控的铸坯环件双向辗轧工艺路径智能仿真优化4个方面的最新研究进展。

AISI304不锈钢管穿孔针挤压动态再结晶规律(英文)

在AISI304不锈钢管穿孔针挤压成形过程中,揭示挤压坯料的动态再结晶规律,是实现动态再结晶行为的有效控制,从而获得具有细晶及合格微观组织的管材的基础和关键。基于DEFORM-2D软件平台,以d29mm×4.5mmAISI304不锈钢管的穿孔针挤压过程为研究对象,首先建立了该过程适用、可靠的多尺度有限元分析模型;通过大量的数值模拟分析,阐明了关键挤压成形参数(即坯料初始温度和挤压速度)对挤压坯料的动态再结晶体积分数、平均晶粒尺寸及其分布的影响规律,所得结论为根据挤压管材的微观组织对AISI304不锈钢管穿孔针挤压成形过程进行优化设计与稳健控制提供了重要理论依据和指南。

驱动辊转速对铸态42CrMo钢环件热辗轧微观组织的影响规律

环形铸坯微观组织的演变规律及合理控制是环类零件铸辗复合成形新技术发展面临的主要瓶颈问题。驱动辊转速是影响铸坯材料再结晶行为及组织状态的关键因素之一。本文基于ABAQUS平台,建立了42CrMo铸坯环件热辗轧的宏微观有限元模型,模拟揭示了环形铸坯材料的动态再结晶行为,阐明了驱动辊转速对再结晶晶粒尺寸及其分布的影响规律与机制。结果表明:铸坯材料动态再结晶百分数在环件内、外层高而使晶粒细化,而在环件中间层低导致粗晶;驱动辊转速增大,铸坯材料动态再结晶百分数增加,轧制环件的平均晶粒尺寸减小;驱动辊转速对平均晶粒尺寸分布的均匀性影响不大。

基于知识的注塑模CAD系统的研究与开发

针对目前注塑产品多品种、短周期、中小批量、系列化的要求以及注塑模设计与制造过程的自动化、智能化、信息化和绿色化等发展方向 ,基于Unigraphics软件的二次开发平台 ,发展了基于知识的注塑模结构设计CAD系统———KIMDS(Knowledge basedInjectionMoldDesignSystem)。研究并提出了该系统的整体结构框架。

局部加载控制不均匀变形与精确塑性成形研究进展

局部加载控制不均匀变形与精确塑性成形关键理论与技术研究,既是先进塑性成形学科前沿领域中的关键和挑战性课题,又是航空航天高技术发展的迫切需求。文章以局部不均匀加载实现通常极难的板面内弯曲成形为切入点,发展了控制不均匀变形以实现精确塑性成形的理论与技术,为我国先进飞机发展面临的大型复杂整体钛框成形制造难题的解决,提供了启示。建立了薄壁管数控弯曲失稳起皱、回弹、截面畸变预测和成形极限分析的模型、过程仿真和优化设计的方法;揭示了其关键影响因素和影响规律;实现了难度很大的薄壁管小弯曲半径数控弯曲精确成形。建立了多道次普旋、曲母线和带内筋件强旋等复杂过程三维仿真模型,提出了解决不均匀变形导致的复杂成形缺陷和旋轮轨迹优化设计难题的方法。解决了大型铝型材先进等温挤压中迫切需要解决的多场耦合作用下温度与速度效应和控制的重大难题。发展了复杂环件辗扩过程和控制仿真的三维有限元模型以及临界摩擦系数确定的解析-数值方法;总结了冷辗扩3种塑性变形行为及多因素耦合对辗扩过程的影响;提出了率相关晶体塑性模型在有限元中实现的稳健算法,实现了冷辗扩宏观变形行为的细观响应描述。

轻合金成形领域科学技术发展研究

铝、镁、钛等轻金属材料,由于具有比强度与比刚度高等特性,在汽车、轨道交通和航空航天等制造领域显示出越来越广泛的应用前景。研究与发展轻合金材料先进成形技术,对实现轻量化零构件高质量、低成本、短周期制造,缓解由于交通运输带来的能源、环保压力以及节能减排具有重大的意义。轻合金成形技术与科学,已经成为我国国民经济、国防建设与科学技术发展的关键学科领域之一,而轻合金高性能精确成形制造是既有挑战性又充满机遇的研究与发展前沿领域。评述轻合金成形技术领域国内外研究现状、存在问题与发展趋势,分析并提出该领域的研究前沿,给出我国轻合金凝固成形、塑性成形、建模仿真与优化的重点发展方向的展望与建议。

环形零件辗扩成形工艺研究现状与发展趋势

环形零件的辗扩成形工艺是一种局部加载连续成形工艺,成形过程中变形区材料在高温和外载荷作用下经历了非稳态、非线性的塑性变形。为探讨辗扩工艺中金属塑性变形机理,促进该工艺的改进、完善和推广新应用,国内外学者利用理论分析、数值模拟和试验研究等方法,对辗扩成形工艺过程、工艺参数及其对材料组织、性能的影响规律进行系统深入的研究。综合论述这种先进成形工艺研究现状;分析辗扩成形工艺参数理论与试验研究、环件辗扩过程组织演变规律数值模拟、环件辗扩成形过程成形/成性一体化调控等方面的发展趋势;针对目前环件辗扩成形工艺存在的流程长、能耗大、浪费材料等问题,提出环件短流程铸辗复合成形新工艺,并探讨这种新的短流程工艺的重点研究内容和推广应用前景。

基于Python的ABAQUS后处理研究开发及其在薄壁管数控弯曲中的应用

为了提高对非线性有限元软件ABAQUS结果提取及分析的效率和精度,基于面向对象的Python语言,对ABAQUS后处理程序进行了研究开发。提出了程序开发的思路及一般步骤,并基于此,研究开发了针对薄壁管数控弯曲这一具体应用的ABAQUS后处理程序,用于薄壁管弯曲起皱的判断和起皱区域的确定,以及最大壁厚减薄量的计算和其所在位置的确定,为实现弯管数控弯曲这一复杂成形过程的优化奠定基础。结果表明,所开发的程序能够从ABAQUS海量的计算结果中有效、精确地提取有用信息并进行操作,从而实现对模拟结果的定量分析和总结。文章也为基于Python的研究开发在其他领域的应用,提供了重要指导与借鉴。

基于3D-FEM的大型钛环热辗扩过程微观组织演变仿真

基于ABAQUS/Explicit软件平台,采用弹性预估-塑性校正策略和隐式积分算法,将Ti-6Al-4V的微观组织演变模型和率相关温度相关各向同性硬化弹塑性本构模型写入子程序VUMAT,实现了微观组织演变与宏观热力行为的耦合模拟。利用Ti-6Al-4V圆柱体等温镦粗实验,对所开发子程序的可靠性进行了验证。将该子程序应用于大型钛环热辗扩过程的热力耦合3D-FE模拟中,研究了微观组织在成形过程中的演变特征及机理。研究发现,沿着成形环件的径向,中间层相对于表层具有较小的β晶粒尺寸和β体积分数。

大型钛环热辗扩成形轧辊尺寸效应及优化(英文)

在大型钛环热辗扩成形过程中,驱动辊半径R1与芯辊半径R2的比值R1/R2对变形区几何形状有重要影响,而后者对于获得高质量环件起着决定性的作用。本实验首先对变形区几何形状进行了解析描述,定量确定了其与R1/R2之间的关系;其次,基于动力显式FE程序ABAQUS/Explicit,建立了可靠的大型钛环热辗扩成形过程的热力耦合3D-FE模型;最后,采用FE模拟方法,从变形区几何形状角度研究了该成形过程中R1/R2对环件成形质量的影响及机制。研究结果表明,存在R1/R2的一个优化取值范围。R1/R2在此范围内取值,能够获得端面质量良好、应变和温度分布较均匀的大型钛环。

混合硬化弹塑性本构关系及其在环件冷辗扩模拟中的应用

采用数值模拟方法和混合硬化弹塑性本构关系,提出了基于弹性张量的应力补偿更新算法,引入等向强化系数,给出了有限元计算步骤,基于ABAQUS/Explicit平台开发了子程序VUMAT,并在单个单元模型中验证了其可靠性。将其应用于环件冷辗扩过程模拟中,着重研究了等向强化系数对环件冷辗扩成形的影响规律。结果表明,随着等向强化系数的增大,辗扩力、辗扩力矩增大,鱼尾形状系数减小,环件外圈金属受各向异性硬化影响较大,进而从理论上进行了解释。研究结论指出该研究对环件冷辗扩成形工艺具有指导意义。

芯辊进给速度对环件冷轧工艺的影响规律

环件冷轧是一种先进的塑性加工工艺,而其中芯辊的进给速度对环件冷轧工艺有重要影响。本文针对环件冷轧工艺的特点,以数值仿真法为主要研究方法,以有限元分析软件ABAQUS为平台,利用弹塑性动态显式有限元法对环件冷轧变形过程进行了三维数值模拟,研究揭示了矩形截面环件开式冷轧工艺中总压下量不变时芯辊进给速度对轧制力、轧制力矩和环件轴向宽展的影响规律,并分析了进给速度与环件咬入之间的关系。结果表明:进给速度相对较小时,环件的宽展以及鱼尾形状系数随进给速度的增大而急剧减小,端面变得平整;当进给速度进一步增大时,环件宽展以及鱼尾形状系数变化不大;进给速度对鱼尾形状系数的影响主要取决于进给速度对环件外层附近金属的轴向流动的影响;随着芯辊进给速度的增大,轧制力和轧制力矩也相应增大,因此对轧环机力能参数的要求也提高;芯辊进给速度的增大不利于环件的咬入。

基于铸辗复合成形的铸态42CrMo钢热物理性能参数的研究

铸辗复合成形工艺是生产环形零件的先进成形技术,具有高效短流程、节能节材和减少排放等显著优点。对铸态环坯材料在成形工艺条件下的组织演变机理和变形热力学条件进行深入的研究,对于实现材料在这种短流程中的组织改善和成形成性一体化调控,具有重要意义。分析研究材料在热变形条件下热物理性能参数和建立准确的材料模型,是分析研究材料热成形过程组织演变和实现成形成性一体化调控的前提和关键。针对轴承套圈铸辗复合成形工艺,以42CrMo钢为研究对象,通过数值模拟和试验研究,得到热变性条件下铸态42CrMo钢的热物性参数如热导率、比热容和热扩散系数及其变化规律,分析影响这些热物性参数变化的因素,可为分析42CrMo环件铸辗复合成形工艺和实现成形过程中组织和性能的改善提供准确的数据和模型。