异形孔筒形锻件成形表面不平整度分析及验证

针对异形孔筒形锻件成形过程中金属在反向流动中流速不均匀导致的锻件上表面产生不平整缺陷的问题,以椭圆孔筒形锻件为例,采用数值模拟与试验相结合的手段,探究了锻件上表面不平整现象的成因。分别从一维、二维、三维建立了异形孔筒形锻件上表面不平整度的评判准则,进一步揭示了成形工艺参数对异形孔筒形锻件上表面不平整度的影响规律。结果表明:异形孔筒形锻件上表面不平整度随模具预热温度的升高而降低,随坯料始锻温度的升高而增大,始锻温度比模具预热温度对上表面不平整度的影响更大;提高成形速度可以降低金属的流动阻力,减小坯料的温降,改善坯料变形和温度分布的均匀性,从而降低异形孔筒形锻件上表面的不平整度;异形孔筒形锻件上表面不平整度还受椭圆孔短长轴比值的影响,凸模横截面积恒定时,随短长轴比值增大,不平整度评价指标均呈下降趋势;凸模短轴值恒定,长轴值超过锻件外径的2/3时,随短长轴比值增大,不平整度评价指标呈现先增大后减小的趋势,长轴值小于锻件外径的2/3时,不平整度评价指标随短长轴比值增大呈现下降趋势。

镍基高温合金深小孔的旋转冷挤压强化工艺优化

采用多级凸包硬质合金挤压工具对镍基高温合金平板中的深小孔进行旋转冷挤压及无旋转冷挤压(主轴转速为0)试验,研究了挤压率(2.4%,3.0%,3.6%)与主轴转速(0,66,200 r·min^(-1))对孔壁表面完整性及试样疲劳寿命的影响,确定了旋转冷挤压优化工艺。结果表明:与无旋转冷挤压强化工艺相比,旋转冷挤压强化后孔壁表面微裂纹较少,随着主轴转速的增加,微裂纹增多,表面粗糙增大,且相同主轴转速下,挤压率越大,粗糙度越小,表面硬度越高,残余压应力和压应力层厚度越大。优化旋转冷挤压工艺参数为主轴转速66 r·min^(-1)、挤压率3.0%,该工艺下的孔壁表面微裂纹少,塑性变形层较厚(约30μm),表层硬度提升(硬度峰值为515 HV),表面粗糙度较低(Ra为0.298μm),沿深度方向形成了厚度约为450μm、应力峰值为498 MPa的周向残余压应力层;在优化工艺下孔强化后试样的疲劳寿命约为未强化试样的6.6倍,疲劳裂纹源由孔壁表面向内部偏移了约45μm。

基于盲孔法的X7001挤压L型铝材残余应力测试研究

采用盲孔法对3种截面规格的X7001铝合金挤压L型截面型材的纵向残余应力进行试验测量,基于试验结果分析了L型铝材的残余应力分布特点,给出了其残余应力分布建议图。结果表明:L型截面铝材残余应力分布呈对称模式;残余拉应力峰值略大于残余压应力峰值,且均不超过屈服强度的15%;生产工艺对构件残余应力分布模式有一定影响;残余应力系数β与构件宽厚比有关,建议普通L型截面X7001挤压型铝材的残余应力系数β的绝对值取值范围为0.08~0.15。

浅析大直径PC桩挤土效应及消散措施

预应力管桩具有质量易保证、施工效率快、造价低等特点。本文依托南美某地铁项目对大直径PC桩单桩、群桩挤土效应进行分析。根据现场实测数据结合有限元解析沉桩土体径向位移、水平位移以及土体径向及水平位移随土体深度变化规律,并提出消散措施削减挤土效应,为类似沉桩工程施工技术提供参考。

非贯通内齿轮冷挤压成形工艺研究

针对目前内齿轮主要靠机械加工成形,齿件强度不足、材料利用率低和加工成本高等问题,提出采用冷挤压技术成形非贯通内齿轮的工艺方案。根据初始坯料形状将工艺方案分为两种,即实心坯料冷挤压和带中心孔坯料冷挤压,指出各自的加工工序,并提出齿形凸模设计的具体要求;通过数值模拟方法,从成形载荷、有效齿高、齿件精度及模具强度等方面对两种挤压工艺方案进行系统研究,得到这两种工艺方案各自的适用条件。研究结果对实际生产有一定的指导作用。

球面挤压成形金属流动规律的数值模拟研究

为实现以挤压方法代替传统的钻锪工艺来成形球面定位孔,利用刚塑性有限元方法对圆孔的球面挤压成形过程进行数值模拟研究,分析了球面挤压过程中金属的流动规律,并研究了不同预冲孔直径板料挤压后孔径的变化．结果表明:整个成形过程金属的流动规律是先扩孔后缩孔;合理选择预冲孔尺寸是控制挤压成形后孔径尺寸精度的关键．

特深孔钢件冷挤压工艺

通过对材料为45号钢连接拉杆的工艺性分析, 提出了可行的冷挤压成形方案, 在介绍深孔的挤压成形过程中, 着重阐述如何防止塑性较差的 45 号钢变形开裂以及超出设备限定顶出行程时的挤压方法。在此基础上,根据模具的整体结构, 设计各工序模具工作部分。最后通过试验证明该工艺的可行性, 并对存在问题进行分析, 同时提出相应的改进措施。将冷挤压工艺应用在连接拉杆生产中, 对同类零件的成形工艺及模具设计具有一定的借鉴作用。

弯曲井眼中套管抗挤强度计算

目前弯曲井眼中套管抗挤强度计算时没有考虑井眼弯曲的影响,无法确保固完井作业及生产过程中套管的安全。为此,根据弹性力学理论建立了井眼曲率和不均匀外挤力综合影响下的套管抗外挤强度公式。直接建立三维的套管模型,模型长度取10倍的套管外径,在套管的一端施加约束,另一端加弯矩来模拟井眼的弯曲。计算结果表明,在井眼曲率较大时,弯曲井眼中大尺寸厚壁套管抗外挤强度下降较为明显;理论计算的抗外挤强度通常小于模拟值,按照理论设计的套管是偏安全的,但不均匀度较大时需考虑模型计算的误差是否满足要求。

挤出工艺对聚乙烯管材残余应力分布的影响

通过调整冷却速度制备出具有不同残余应力分布的高密度聚乙烯(PE-HD)管材,考察了挤出工艺对PE-HD管材内外层残余应力和常规物理性能的影响。结果表明,随着冷却速度的增加,管材纵向回缩率逐步增大,且其静液压破坏时间和管材耐慢速裂纹增长(SCG)破坏时间也随之降低;同时管材外层的残余应力随着冷却速度和钻孔深度的增加逐步提高,呈现非均匀分布的情况,而管材内层的残余应力较小,均匀性差异不显著,并通过分层拉伸试验验证了盲孔法测量管材内外层残余应力的适用性。

异形孔轴类零件的复合挤压成形模设计与数值模拟

分析了轴端带方孔的传动轴零件的成形工艺,设计了挤压成形毛坯及其复合挤压成形模。运用Deform-3D数值模拟分析软件,对零件复合挤压成形过程进行模拟和分析,根据模拟结果对挤压模进行优化改进,生产出合格的挤压零件,提高了生产效率和材料利用率。

双孔模型材挤压过程的有限元分析

本文采用大变形弹塑性有限元理论 ,对双孔模型材挤压成形过程进行了有限元分析。模拟了双孔模非对称角铝型材挤压变形过程 ,获得了挤压变形时网格畸变、流速、应力和应变分布 ,展示了型材挤压件变形不均匀细节。并与单孔模型材挤压过程进行了比较 ,发现双孔模[1] 挤压时 ,变形体内存在两个互为相反方向的涡流场 ,它们相互抵消 ,从而可以消除型材挤压过程中产生的扭拧、波浪、弯曲等缺陷。为提高挤压件质量 ,优化设计多孔型材挤压模以及制定合理的工艺 。

平行流铝管连续挤压金属流动的数值模拟研究

针对平行流多孔铝管连续挤压成形过程,基于Deform-3D软件平台,通过对挤压模型采取适当的简化措施,实现了挤压过程的三维有限元数值模拟;揭示了金属的变形流动特点,为平面分流组合模的设计提供理论依据,初步得到了模具结构的改进方案。

铝型材挤压模具导流孔结构优化

基于MATLAB平台,将BP人工神经网络、遗传算法和数值模拟技术应用于铝型材挤压模具的导流孔形状优化设计。由正交实验法安排模拟实验组合,采用SuperForge软件对进行型材挤压过程进行数值模拟,并以挤压时金属流出模口平面的z向质点流速的均方差作为模型目标值;将模拟结果作为人工神经网络的输入样本对进行网络训练并建立网络知识源;通过遗传算法求得模型的全局优化解;最后通过有限体积法数值模拟技术验证并比较优化所得导流孔形状与经验法确定的导流孔形状对金属流动均匀性的影响。分析结果表明,通过调整导流孔形状能使金属流出模口的速度分布更均匀,表明对挤压模具导流孔形状的优化是有效的。

缓沉性水产膨化饲料加工参数单因素试验研究

试验使用同一配方,在模板模孔直径和数量、物料调质温度、膨化机螺杆转速、膨化腔1区、2区和3区的温度等参数保持不变的情况下,使用单因素方法研究吨料开孔面积、调质物料水分和模头温度等关键参数对水产膨化饲料质量的影响,并确定缓沉性水产膨化饲料的适宜加工参数。结果表明:①吨料开孔面积、调质物料水分和模头温度对水产膨化饲料的质量有显著影响(P<0.05);②生产缓沉性水产膨化饲料的合适加工参数为:吨料开孔面积450 mm^2/(t/h)、调质物料水分25%、模头温度在120~130℃之间。

秸秆燃料成型机平模的结构改进及寿命分析

针对目前平模成型机平模易磨损、使用寿命短、生产效率低等问题,将平模设计成带有一定的斜度、上下对称结构,模板上交错分布着5排模孔且模孔结构采用锥孔成型直孔保压的方式。同时,利用Pro/Mechanica对平模进行了疲劳寿命仿真分析,得出平模所受最大的应力为348.9MPa,低于材料的屈服极限,最大的位移量为0.331 9mm;平模所能承受的最小应力循环次数为1×104.533次,平模工作区域的寿命置信度为3。最后,通过自制的模具进行挤压成型实验,成型密度平均为1.1g/mm3,最佳的孔径比约为5∶1。

铝合金车辆大型材模具的设计与制造工艺研究

大型型材挤压模具设计与制造是现代车辆大型铝合金型材生产的关键技术。本文以典型的、难度较大的底版型材GDX 11为例 ,对大型模具的结构参数和尺寸设计进行了深入分析 ,并对模具材料及热处理与模具制造工艺和修模等进行了讨论。分析认为轨道车辆大型材多为扁宽、薄壁复杂的空心型材 ,一般用平面分流模在 80 /95MN以上的挤压机 ,用扁挤压筒进行生产。GDX 11型材所选用的模具结构设计方案 ,模具材料及其热处理工艺 ,分流孔的大小和形状以及分流桥、模芯、焊合室的结构设计是合理的。模孔尺寸、工作带尺寸以及制模工艺、挤压工艺的确定都是可行的。修模是一道重要的技术工序 ,对复杂的大型模具更为重要。

采用不同方法处理山区高速公路软基的效果分析

以GZ40勉宁高速公路为例,采用抛石挤淤法、粉喷桩法、孔内深层强夯挤密法和冲填法对不同路段软基进行了处理,通过现场的静荷载试验和面波剖面测试对不同方法的处理效果进行了分析,同时对4种方法进行了社会经济效益评价。分析表明以上4种方法均可适用于山区公路软基处理,而其中孔内深层强夯挤密法处理效果较好,且具有施工方便、速度快、无污染、对周围环境影响小和工程造价低等优点,具有广阔的应用前景和推广价值。

多孔模焊合室结构对型材挤压成形过程的影响

以矩形型材为例,采用有限元软件HyperXtrude对不同焊合室结构的多孔挤压模在稳定挤压过程中的速度场、温度场和应力场进行了数值模拟分析。结果表明,增加焊合室级数可以有效地改善金属流动均匀性、提高型材焊缝质量、降低下模应力和变形量。为了进一步研究焊合室高度对金属流动均匀性的影响,当下模带有三级焊合结构时,通过分别改变各级焊合深度发现:各级深度相同时金属流动最为均匀,前进型模具次之,后退型模具最差。

大口径井套管安全下放关键技术及应用

大口径井固井套管外径大、质量大,采用焊接连接下放,其特殊的规格尺寸和连接方式要求下套管需采用专门的技术。通井工具及提吊工具根据套管规格单独加工;套管下放一般采用提吊浮力法,其核心包括浮力塞研制及套管防挤毁控制;浮力塞能够借助泥浆浮力,确保钻机以不大的提升力下放大质量套管,同时又为后续固井提供便利;防挤毁控制是在借用泥浆浮力的过程中,确保下入套管出现的空置段在井内泥浆压力作用下不发生挤毁破坏。实践证明:处理好大口径套管下放的关键技术可确保套管安全下放不受破坏。

5052铝合金板件双孔挤压强化的数值模拟研究

应用三维有限元分析软件ABAQUS对不同工艺下的双孔挤压过程进行了模拟。结果表明,两孔之间距离较小时孔挤压无法起到强化作用,不能提高结构件的疲劳强度,反而会在两孔之间狭窄的区域内形成不利残余拉应力分布,造成安全隐患。当两孔之间距离拉开并超过临界值后,强化作用与单孔挤压强化产生的残余应力分布一致,能合理引入残余压应力分布,对孔起到良好强化作用。当双孔间距较小时,不同的挤压次序也会影响孔挤压后的残余应力分布。