AISI-304不锈钢薄壁管滚珠旋压工艺参数的正交优化研究

针对小直径不锈钢薄壁管滚珠旋压参数不当引发的一系列问题,选取φ6 mm×0.5 mm×10 mm的AISI-304不锈钢管为研究对象,建立其有限元模型,运用Abaqus软件对其成形过程进行仿真,分析了不同工艺参数(减薄量、进给比、旋压角)对其等效应力和均匀塑性应变的影响,最后运用正交试验法对工艺参数进行优化。结果表明:优化后的工艺参数组合为:减薄量0.2 mm、进给比0.05 mm/r、旋压角25°。在此工艺参数组合下,AISI-304不锈钢管的等效应力值和均匀塑性应变值达到最优,其值分别为642.22 MPa和0.06。

滚珠旋压工艺中成形区接触压力的分析计算

针对滚珠旋压过程中成形区滚珠与管件接触压力的确定问题,提出利用平面应变状态下圆弧形冲头压入半无限体时平均接触压力来间接推出加工过程中成形区平均接触压力的方法,讨论了钢球压入半无限体时的平均接触压力与滚珠旋压时接触压力以及平面应变状态下圆弧形冲头压入半无限体时的平均接触压力之间的关系,并进行了实验验证.研究结果表明:以平面应变状态下圆弧形冲头压入半无限体时的平均接触压力推导出的滚珠旋压时滚珠与所成形管料的平均接触压力值的计算公式具有较高的实用性.

滚珠旋压工艺参数对薄壁筒形件旋压变形的影响

根据滚珠旋压工艺参数对成形件的影响规律,分析了旋压时滚珠工作角对金属稳定流动行为的影响,并获得了合理的滚珠工作角的选取范围。通过数值模拟与实验结果的比较,得出了获得较理想的成形薄壁筒形件时减薄率的选取范围。理论计算结果与实验结果对比表明,所得减薄率选取范围具有较强的实用性。

基于神经元网络的薄壁筒滚珠旋压成形缺陷诊断

作为一种连续局部塑性成形工艺,滚珠旋压被应用于制造高强度、高精度的纵向内筋薄壁筒形件。通过使用铝合金作为旋压材料,在实验的基础上分析了滚珠旋压过程中金属材料非稳定流动的基本原理及旋压件产生表面质量缺陷的原因。以人工神经元网络为基础,对旋压件的表面质量缺陷进行了预测。实验证明,神经元网络能够精确地诊断旋压件的表面质量缺陷。

滚珠旋压工艺的滚珠直径选择

滚珠旋压工艺参数的选择在滚珠旋压工艺中具有重要意义．根据滚珠旋压工艺参数对成形件质量的影响,通过实验研究与理论分析,提出滚珠的剥皮效应与旋压工作角有直接关系的假说,并得出工作角对成形件质量的影响图．依据最小变薄率的分析结果,对滚珠旋压工艺中滚珠直径的选择原则进行研究,提出了工程实践中滚珠直径的选择原则,实验表明,该选择原则具有较强的实用性．

纵向内筋薄壁筒反向滚珠旋压成形机理研究

作为一种连续局部塑性成形工艺,反向滚珠旋压被应用于成形带有纵向内筋的薄壁筒形件。反向滚珠旋压使变形区金属处于三向压应力状态,有利于内筋的形成。以塑性屈服准则、最小阻力定律和局部塑性成形理论为基础,将筒坯沿周向变形区分为接触区和前区,通过滚珠沿周向运动的4个阶段,给出了接触区和前区的应力应变状态,分析了内筋的成形过程,最后揭示了旋压件内筋的成形机理。

纵向内筋薄壁筒反向滚珠旋压有限元分析

反向滚珠旋压应用于成形带有纵向内筋的薄壁筒形件。以刚塑性有限元法为基础,应用商业有限元软件DE-FORM-3D V6.0分析了纵向内筋薄壁筒形件反向滚珠旋压成形金属塑性变形区的应力状态,研究了金属塑性变形时的流动规律。有限元模拟结果表明,纵向内筋薄壁筒形件反向滚珠旋压过程中,变形区金属处于三向压应力状态,而且沿着旋压件壁厚方向,从内向外等效应力值和等效应变值逐渐增加。

基于不同减薄量的纵向内筋薄壁筒反向滚珠旋压分析

采用反向滚珠旋压制造带有纵向内筋的薄壁筒形件.将刚塑性有限元与工艺实验相结合,被应用于分析在不同壁厚减薄量下带有纵向内筋薄壁筒形件反向滚珠旋压成形.有限元模拟结果和实验结果都表明内筋的高度随着壁厚减薄量的增加而增加,但在模拟结果与实验结果之间存在着大约10%的误差.有限元模拟的应变等值线图表明在筒壁变形区的径向应变和内筋变形区的切向应变有助于内筋的成形.轴向旋压力有限元预测结果表明较大的壁厚减薄量导致了轴向旋压力的增加,同时也导致了旋压件表面金属材料的非稳定流动.

薄壁管滚珠旋压力计算模型

给出了一种计算三维滚珠旋压力的解析模型。根据滚珠轨迹对空间坐标进行旋转,简化了滚珠与工件的空间关系表达式;基于空间解析几何理论和旋压件为半无限体的假设,得到了滚珠与管坯的接触边界方程,并在各坐标平面上进行投影得到二维曲线,通过对曲线的积分计算各坐标平面内的接触区投影面积。变形区单位压力通过钢球压入空间半无限体时成形区的平均压力近似相等的假设给出,计算各旋压力分量和总旋压力;通过对旋压力轴向分量的理论计算结果与实验数据对比,表明给出的计算模型的准确性。

基于有限元法纵向内筋薄壁筒反向滚珠旋压分析

作为一种连续局部塑性成形工艺,反向滚珠旋压被应用于成形带有纵向内筋的薄壁筒形件。以刚塑性有限元法为基础,采用商业有限元软件DEFORM-3DV6.0,分析了不同变形区的应变状态。并且采用DEFORM-3DV6.0的点追踪技术,研究了金属的流动规律,为纵向内筋薄壁筒形件反向滚珠旋压成形奠定了坚实的理论基础。

薄壁不锈钢管滚珠旋压成形工艺研究

介绍了薄壁不锈钢管滚珠旋压成形试验过程,通过确定合理的工艺过程,选择最佳工艺参数,从而旋制出合格产品。结果表明,1Cr18Ni9Ti不锈钢旋压性能良好,有效控制旋压过程的壁厚减薄率和进给比是滚珠旋压成形和获取高精度薄壁钢管的关键。对于1Cr18Ni9Ti不锈钢管件,选取壁厚减薄率在30%-40%之间,进给比0.1-0.3时,所得管件尺寸精度最高。

基于变温度场的镍钛形状记忆合金管滚珠旋压有限元模拟(英文)

作为一种新的尝试,在高温下应用滚珠旋压制造镍钛形状记忆合金管。将名义成分为Ni50.9Ti49.1(摩尔分数)的镍钛形状记忆合金棒料进行固溶处理,制成用于滚珠旋压的镍钛形状记忆合金管坯。以变温度场和本构方程为基础,用刚粘塑性有限元法来模拟镍钛形状记忆合金管的滚珠旋压,获得了温度场、应力场和应变场,并进行了旋压载荷预测。有限元模拟结果表明,在旋压件的主变形区有大约160℃的温升。从应力场和应变场可以看出,镍钛形状记忆合金管的外壁比内壁更容易满足塑性屈服准则,塑性变形区处于三向压应力状态。径向应变和切向应变为压缩应变,轴向应变为伸长应变。旋压载荷伴随滚珠旋压行程的变化对于预测旋压件的稳定流动具有重要的意义。

内螺纹铜管滚珠旋压三维有限元模拟

内螺纹管滚珠旋压三维有限元模拟中,铜管的网格划分和滚珠加载方式是模拟的关键问题。通过建立简化的六分之一旋转对称模型和采用网格局部重划分技术,成功地模拟和再现内螺纹管滚珠旋压成形过程。对模拟结果的对称面变形的情况分析论证了模型简化的合理性和正确性。对模拟的应变分布和速度分布分析说明,齿成形的多道次局部成形规律。从计算的模具载荷变化情况分析了模具的使用寿命。

滚珠直径对薄壁筒形件反向滚珠旋压成形性影响研究

以工艺实验和刚塑性有限元法为基础,研究了滚珠直径对薄壁筒形件反向滚珠旋压成形性的影响.有限元模拟结果表明,随着滚珠直径的增加,轴向旋压力的波动减小,滚珠前方金属堆积减小,金属稳定流动性增加.工艺实验结果表明,滚珠直径对薄壁筒形件反向滚珠旋压成形性的影响存在两个临界值,而且随着滚珠直径的增加,滚珠旋压力增加,筒坯较易发生塑性变形,滚珠前方金属稳定流动性增加.有限元模拟结果与实验结果保持了良好的一致性.

薄壁管材滚珠旋压数值模拟研究

为了对滚珠旋压工艺进行研究,利用DEFORME-3D有限元软件建立了滚珠旋压无氧铜薄壁管材的三维模型并基于刚塑性有限元进行了仿真计算,分析了滚珠旋压加工中管材的金属流动规律、管材的应力分布及滚珠的旋压力,并将有限元模拟的滚珠旋压力与M.I.Rotarescu理论计算的旋压力进行了对比.结果表明,金属的塑性流动主要靠滚珠的挤压,滚珠与管坯接触区的摩擦力及芯模与管内壁的摩擦力均对旋压加工中的金属流动起阻碍作用.管材在旋压中处于三向压应力状态,其应力沿壁厚呈梯度分布.滚珠的径向力最大,其次是轴向力,切向力最小;随着旋薄量的增大,滚珠的三向旋压力均增大;管材壁厚的增大引起滚珠轴向、切向力的增大及径向力的减小.

轴向进给比对薄壁管滚珠旋压影响的有限元分析

通过有限元数值模拟方法得出滚珠旋压中薄壁管在不同凹模旋转速度条件下轴向进给比的变化规律及工件的成形规律,并对模拟结果的等效应变分布做了分析,并与实验结果进行比较,给出薄壁管滚珠旋压时进给比的选取范围.结果表明,进给比对滚珠旋压中薄壁管直径的胀缩和工件的质量有着显著的影响.另外,从计算的模具所受的三向载荷变化情况分析了模具的使用寿命.

滚珠旋压圆孔翻边成形力分析

针对滚珠旋压翻边过程中成形区的特点,将滚珠与板材的接触变形区分为减薄变形区和翻边变形区,在此基础上,建立了滚珠旋压力解析模型,通过投影方法分别计算了减薄变形区和翻边变形区的投影面积,同时对两个区域的接触应力进行分析,推导出滚珠旋压翻边的旋压力计算公式。同时,建立了滚珠旋压翻边的有限元模型,进行了旋压翻边过程的有限元分析,并将旋压力解析模型结果与滚珠旋压翻边有限元旋压力模拟结果进行对比分析,分析的结果表明滚珠旋压力解析模型可为滚珠旋压翻边力快速初步评估提供一种新计算方法。

滚珠旋压镁合金管未变形区温度的优化研究

建立了?19 mm×1.5 mm的AZ31B镁合金薄壁管滚珠旋压三维有限元模型。运用ABAQUS软件对其成形过程进行仿真,分析了不同工艺参数(进给比、减薄量、旋压角、模环转速)对其未变形区温度的影响,并运用正交试验法对工艺参数进行优化。研究表明:优化的参数组合为:进给比0.1 mm/r,减薄量0.5 mm,旋压角24°,模环转速8000r/min。在此组合参数的旋压成形下,未变形区最大温度值可稳定在71~80℃,这可以降低镁合金管热旋的加热温度。

带内筋筒形件滚珠旋压的数值模拟

利用有限元软件ABAQUS对带内筋筒形件的滚珠旋压进行了数值模拟,分析了带内筋筒形件成形过程中金属塑性变形区的应力状态、金属流动规律,在此基础上分析了不同压下量、进给比和壁厚对内筋饱满度以及筒形件表面质量等成形效果的影响规律。根据数值模拟结果,设计并制造了工装和模具,同时进行了工艺试验,成功试制出内筋成形效果良好的筒形件试样。

不锈钢薄壁管滚珠旋压模拟及缺陷分析

对不锈钢薄壁管滚珠旋压过程及其工艺缺陷进行了分析和研究,应用刚塑性有限元软件DEFORM3D,建立了不锈钢薄壁管滚珠旋压过程的三维有限元模型,分析了其变形过程中应力、应变的分布规律,并结合实验结果分析了滚珠旋压过程中出现的表面隆起、表面起皱、表面波纹等典型缺陷,提出相应预防措施,可用于指导生产实践。