多层压配组合冷挤压凹模的优化设计

讨论多层压配组合冷挤压凹模的优化设计 ,推导了多层压配组合冷挤压凹模各层的应力和预紧力公式 ,并论证了屈服点分别在各层的内表面上 ;分别建立了在给定 1～ 3层组合凹模的外半径的条件下 ,以提高组合冷挤压凹模的承载能力为目标的最优化设计数学模型 ,以及在满足凹模的承载能力的条件下 ,以减少凹模的结构尺寸为目标的最优化设计数学模型 ;通过优化计算 ,得到了 1～ 3层组合凹模承载能力与最小凹模外半径等关系曲线。

多层压配组合冷挤压凹模疲劳强度优化设计

采用疲劳强度设计理论和最优化设计理论相结合的方式探讨多层压配组合冷挤压凹模的更为合理、有效的设计方法 .首先 ,推出了 3层压配组合冷挤压凹模在压配状态和工作状态下凹模各层的应力计算公式 ,论证了凹模的疲劳强度校核点在凹模各层的内表面上 ;在此基础上 ,用 Sines法将凹模各层的多向脉冲循环应力等效地转化为单向循环应力 ,并建立了 3层压配组合冷挤压凹模疲劳强度优化设计的数学模型 .用算例进行了优化设计 。

冷挤压预应力组合凹模刚度的优化设计

采用硬质合金作为第一预应力套的材料来增加预应力组合凹模的刚度和疲劳寿命 ,提高冷挤压件的尺寸精度。由Lame’s方程的最大内压条件 ,确定压装后和挤压期间每层材料临界屈服时的直径比和过盈量 ,并给出不同材料模芯组合模的统一计算模型 ,开发最优直径、过盈量、最大接触压力的通用计算程序 ,通过对开式冷挤压某车传动轴花键轴的具体应用表明 ,使用高硬度材料的冷挤压模具进行预应力处理后 ,冷挤压件精度更高 。

花键冷挤压用组合凹模内径收缩量的计算

为研究花键组合凹模压入预应力圈时内径的变化规律,实验研究了轴向压合量对凹模内径变化的影响规律.在理论分析的基础上,推导了组合凹模压合后凹模内径的计算公式,并通过实验进行了验证.研究表明:花键挤压用组合凹模压合时,大径比等直径的圆凹模内径收缩得慢,而小径则比等直径的圆凹模内径收缩得快.

冷挤压组合凹模的机械可靠性设计理论的研究

在分析了冷挤压组合凹模传统设计存在问题的基础上，根据组合凹模的受力情况，应用机械可靠性理论，首次提出援组合凹模过盈量进行可靠性设计的思想，首次建立了组合凹模机械可靠性设计的整套理论。

冷挤压组合凹模结构优化设计

首先用光弹性实验测得凹模内壁的压力分布情况，然后用有限元优化方法设计组合凹模各圈直径及过盈量，最后用光弹性实验对优化结果进行验证。

冷挤压组合凹模应力分析探讨

本文从理论和试验两方面对冷挤压组合凹模应力应变进行了推导和论证．

冷挤压组合凹模设计

通过对预应力组合凹模应力应变分析与研究，揭示了预应力组合凹模自我补偿机制，并且对防止破坏，延长冷挤压模具寿命进行了探讨。

冷挤压平端面组合凹模有限元优化设计

在ANSYS下建立了三层组合凹模参数化有限元优化设计模型,并对算例作了优化设计,将结果与传统优化设计结果作了比较,优化结果正确,为进一步分析斜端面组合凹模的优化提供了依据。

冷挤压组合式凹模的组装应力有限元分析

采用有限元方法对冷挤压组合式凹模组装应力进行了分析,提出了模型处理和网格划分方法,给出了应力应变分布和最大应力.

冷挤压三层组合凹模的优化设计

应用厚壁圆筒的弹性解 ,分析了冷挤压三层组合凹模具有最大弹性极限时的优化设计 ,推导了三层组合凹模的最大承压、各层分界面半径和分界面过盈量的优化设计计算公式。利用所推导的计算公式 。

载重汽车用直齿轮冷挤压组合凹模的优化设计

为提高载重汽车用直齿轮冷挤压组合凹模的使用寿命,以组合凹模的齿形腔等效内径、直径比和过盈系数为设计变量,以降低模芯内壁等效应力为优化目标,建立组合凹模结构参数与等效应力的Kriging模型。应用Kriging模型结合粒子群算法,在可行变量空间内寻优,得到组合凹模最佳结构尺寸为:模芯外径D_2=107.485 mm,中圈外径D_3=187.215 mm,外圈外径D_4=274.839 mm,模芯与中圈的单边径向过盈量U_1=0.134 mm,中圈与外圈的单边径向过盈量U_2=0.253 mm,采用优化后的组合凹模进行数值模拟。研究结果表明:在模芯消气带齿槽处等效应力最大,其值为1 870 MPa。优化方法为齿类零件冷挤压成形组合凹模设计提供了定量的确定方法。

气门弹簧座冷挤压组合凹模优化设计

油田现场用柴油机和各种车辆中的气门弹簧座是易损零件之一。以往对其冷挤压组合凹模设计采用经验法,精确性不高,凹模易损坏。鉴于此,采用优化设计,给出冷挤压组合凹模优化设计模型,导出优选组合凹模各圈直径和过盈量的计算式;针对一种气门弹簧座的组合凹模,给出优化设计结果。

冷挤压双层组合凹模的设计

常用的模具设计过程在选材时对于经验依赖性强 ,且具有盲目性 ,不利于实现设计过程的计算机化。本文承袭传统解析法作为凹模设计的理论基础 ,以理论分析为主 ,综合分析影响凹模强度及总直径比的各个因素 ,从而使模具层数预估 ,材料选用 ,以及设计过程更合理。

冷挤压组合凹模失效分析及挤压过程数值模拟

通过观察螺钉冷挤压成形中组合凹模的失效现象,发现组合凹模的失效形式为疲劳裂纹,其主要出现在挤压锥角部分,且沿与凹模内表面成45°的方向产生并向外表面扩展。利用DEFORM-2D软件对螺钉挤压成形进行数值模拟,分析组合凹模的应力分布及变化趋势,探讨组合凹模的疲劳破坏机理,进而为冷挤压组合凹模的工艺改进和模具优化设计提供理论依据。

冷挤压组合凹模的寿命估算

冷挤压组合凹模的失效主要是凹模内腔疲劳裂纹的出现,在模具设计的前期较为准确的估算出组合凹模的疲劳寿命是模具优化设计的前提。通过对组合凹模的应力分析后,采用Mises屈服准则的方法把凹模所受的多轴应力转化成单轴应力,再利用局部应力应变法找到了估算冷挤压组合凹模寿命的途径。

冷挤压组合凹模的优化设计

用三维光弹实验研究了冷挤压凹模内壁压力分布规律。改进了约束随机方向法。用所得凹模内壁压力分布规律为有限元计算的载荷边界条件和改进了的约束随机方向法对冷挤压组合凹模进行优化设计。再用三维光弹实验进行验证优化设计与光弹实验结果。最后提出了工程上易于推广冷挤压组合凹模优化设计方法,并与工程界目前普遍采用拉梅公式解析优化设计方法作了比较。

基于粒子群算法的预挤压组合凹模优化设计

针对射孔弹壳体预挤压组合凹模,以降低凹模内壁最大等效应力为优化目标,对组合凹模结构参数进行了优化分析,得到了最佳径向直径比和过盈系数,为组合凹模的设计提供了定量优化的依据。采用拉丁超立方方法,对组合凹模的径向直径比和过盈系数进行抽样,结合数值模拟试验,建立等效应力与组合凹模结构参数的Kriging模型。在此基础上,应用Kriging模型结合粒子群算法,在结构参数的变量空间内进行全局寻优,得到优化的组合凹模结构尺寸。

冷挤压凹模应力应变分析与研究

在冷挤压成形过程中 ,当挤压力作用于凹模使其产生的应力大于凹模材料屈服强度时 ,整体式凹模便产生塑性变形 ,此时必须采用预应力组合凹模。通过对整体式凹模、预应力组合凹模应力应变分析与研究 ,揭示了预应力组合凹模自我补强机制 ,并且对防止模具破坏。

射孔弹壳体冷挤压工艺分析及有限元模拟

针对射孔弹壳体挤压件进行了工艺分析。对比了一次性成形和预挤压-变薄拉深加顶镦两种工艺方案,并比较了整体式凹模和预应力组合凹模两种不同模具结构对成形的影响。采用有限元软件Deform2D对不同工艺方案和模具结构进行了模拟验证。结果表明,采用两次挤压成形工艺方案,同时选用预应力组合凹模结构,可显著提高挤压凹模的承载能力,使凹模内壁所受等效应力降低到安全范围内。