基于RBF神经网络的齿轮轴热锻成形工艺优化

建立了齿轮轴热锻成形工艺优化的RBF(径向基函数)神经网络模型,对模型计算流程、收敛特性及拟合结果进行分析。基于RBF神经网络对齿轮轴热锻成形工艺进行优化。结果表明:基于RBF神经网络模型优化后的齿轮轴热锻成形件屈服强度由425 MPa提升到456 MPa,最大成形力由565 kN降低到508 kN,屈服强度提升率为7.3%,最大成形力降低率为10.1%;齿轮轴热锻成形最佳生产工艺参数为模具预热温度300℃、坯料加热温度1150℃、摩擦系数0.3、热锻速度40 mm/s。

基于DEFORM-3D的镁合金齿轮热锻成形工艺优化

以经均匀化处理后的铸态AZ80A镁合金的本构模型和动态再结晶(DRX)模型为基础,基于DEFORM-3D软件进行二次开发,通过正交试验设计,研究了铸态AZ80A镁合金直齿锥齿轮的最优热锻成形工艺参数,并对其进行验证和分析。结果表明,最优的工艺参数组合为:模具温度为623 K,坯料温度为693 K,摩擦因子为0.2,模具速度为0.5 mm/s.在该工艺下进行热锻成形,锻件大部分区域发生完全动态再结晶(DRX),齿形处平均晶粒尺寸小于10μm,锻件成形效果良好。

基于近似模型和数值模拟的连杆热锻成形工艺设计优化

提出了基于近似模型和数值模拟的设计优化方法.在利用有限元分析连杆热锻成形过程的基础上,以降低锻件成形过程中变形损伤为目标,以飞边槽形状参数为设计变量,采用响应面法近似模型建立了设计变量与目标函数的初始近似模型.在设计优化过程中,用近似模型代替实际的数值模拟程序,计算锻件内部的损伤值,对连杆热锻成形工艺参数进行了优化计算,取得了较为理想的效果.

热锻成形过程温度场的热力耦合数值模拟

介绍了采用刚粘塑性有限元法热力耦合数值模拟热锻成形过程的基本原理，导出了以节点速度和节点温度对时间的导数为基本未知量的热力耦合方程式。采用新开发的程序系统对２０钢热镦粗成形全过程温度场进行了模拟研究，得出了反映热檄粗成形流动规律的网格变化图和反映温度场变化情况的温度分布图，并将热力耦合分析得到的热镦粗载荷与行程关系曲线与试验恻得的曲线作了比较，两者基本相符。

热锻成形过程微观组织模拟技术的研究现状

介绍了金属热锻成形过程中微观组织演变的数学模型,综述了近年来国内外金属热锻成形过程中微观组织模拟技术的研究现状和发展趋势。

金属热锻成形过程中微观组织模拟的研究概况

概述了金属热锻成形过程中,微观组织演变模拟及其相关模型的研究概况,评述了描述材料组织演变的数值模型和随机模型,并指出了现有模型研究中存在的不足及今后的研究重点。

镁合金AZ31B直齿锥齿轮热锻成形研究

根据镁合金AZ31B的高温流动应力曲线,建立了包含应变的三维加工图,反映了温度、应变和应变速率对功率耗散系数和流变失稳区的影响,确定了合适的热变形范围,即温度为250～325℃、应变速率为0.1～1 s-1。在此基础上,研究了镁合金直齿锥齿轮的锻造成形,制定了无齿形预锻和终锻两步等温锻造工艺,在MSC.Marc平台上进行了锻造过程的模拟,基于模拟结果,完成了镁合金直齿锥齿轮的锻造成形实验。

基于正交试验齿圈座热锻成形工艺优化

基于齿圈座材料性能和结构特征,为提高产品质量和模具使用寿命,设计了两种齿圈座的热锻成形工艺方案。采用DEFORM软件进行有限元分析,对比两种方案下所产生的易破损率和成形载荷。试验结果表明:方案1的易破损率为0.881,最大成形载荷为9.33×10^(6)N;方案2的易破损率为0.608,最大成形载荷为9.06×10^(6)N,方案2优于方案1。基于正交试验对方案2进行工艺优化,以成形温度、模具圆角半径、速度和摩擦系数为优化参数,锻造过程中模具所受成形载荷为优化结果。最终得到最佳工艺参数为成形温度1150℃、模具圆角半径4 mm、速度20 mm·s^(-1)和摩擦系数0.1,获得成形载荷为4.72×10^(6)N。

热锻成形过程微观组织模拟的研究概况

概述金属热锻成形过程中的微观组织演变模拟及其相关模型的研究概况,详细评述了描述材料组织演变的数值模型和随机模型,并指出了现有模型研究中存在的不足及今后的研究重点.

基于神经网络的转向节热锻成形工艺优化

建立了输入层为始锻温度、终锻温度、模具预热温度、锻压速度,输出层为抗拉强度、成形载荷、磨损量的广义回归神经网络(GNRR)模型,基于此模型对汽车转向节热锻成形工艺进行优化。结果表明:使用GRNN神经网络工艺参数优化的汽车转向节锻件,其抗拉强度由优化前的774 MPa提升到786 MPa,成形载荷、磨损量分别由优化前的25.6 MN、120μm降低到23.5MN、115μm,抗拉强度的提升率为1.55%,成形载荷、磨损量的降低率分别为8.2%、4.2%;最佳热锻工艺参数为始锻温度为1260℃、终锻温度为1140℃、模具预热温度为230℃、锻压速度为48 mm/s。

道岔异型钢轨跟端加长600mm热锻成形关键技术

通过分析道岔异型钢轨跟端加长600 mm产品结构,经技术对比确定采用4个工位整体模具进行热锻成形。通过设计初步4个工位热锻模具结构,再利用有限元分析软件对整个热锻成形过程进行数值模拟,根据模拟结果,优化模具结构并指导确定工艺参数和实际生产。设计自动上料系统、四轴联动系统以及下料系统等,使压力机、加热系统以及自动上下料系统数据互联,最终实现钢轨热锻成形生产过程全自动控制,大幅降低工人劳动强度、提高生产效率、节约生产成本。

基于QForm的铝合金连杆热锻成形数值仿真

铝合金连杆结构复杂、加工成形困难。对其热锻成形工艺进行了分析,建立了滚轧、预锻、终锻等工序数值仿真模型。运用QForm软件对模型进行了求解,获得不同热锻工艺过程中的温度、载荷的变化规律。结果表明:滚轧、预锻、终锻成形工艺中的温度变化都较小,但是不同成形阶段,最高温度分布位置不同;在滚轧、预锻、终锻等不同成形工艺中,载荷数值及变化趋势不同。

基于有限元方法对盘状零件热锻成形分析

为了研究分析盘状零件在热锻成形过程中承载和热传导状况,将把有限元分析方法引入到零件热锻成形过程中数值分析中来,建立分析热锻成形的有限元分析模型。最后基于已建立的有限元模型,运用DEFORM-3D软件对热锻成形的过程进行模拟。结果表明:盘状零件在热锻成型过程中与周围环境和模具进行热传导,得到温度的数值变换,同时分析锻压耦合过程载荷行程数值变化。

TC18钛合金热锻成形换热系数实验研究

在TC18钛合金热锻成形过程中,锻件与空气、锻件与模具之间的换热系数对热锻成形过程具有显著的影响。为了精确地测定不同条件下的锻件与空气、锻件与模具之间的换热系数,基于工艺实验并结合Deform-3D有限元分析方法,通过热传导反问题法,测定了TC18钛合金在不同条件下对应的换热系数。结果表明:在加热过程中,TC18钛合金与空气的换热系数在0.10~0.30 N·(s·mm·℃)^(-1)的范围内变化;在冷却过程中,试样与空气的换热系数在0.02~0.10 N·(s·mm·℃)^(-1)范围内变化;试样与模具之间的换热系数受接触面的条件影响较大,无介质、玻璃润滑剂的界面的峰值换热系数较大,约为4.5 N·(s·mm·℃)^(-1),而在保温棉、玻璃纤维布、新型复合布界面接触条件下的换热系数较小,约在0.4~0.5 N·(s·mm·℃)^(-1)附近。

基于Deform-3D的花键轴叉热锻成形工艺优化

针对花键轴叉锻件传统锻造工艺耗料多的问题,提出立式预锻、杆部热挤成形的预锻成形方法,给出了立式预锻的模具结构设计,并对热挤预锻模具进行了参数优化,解决了充填不足的问题,最终锻出低能耗、低料耗、高生产率的合格锻件。基于Deform-3D有限元分析软件模拟观察到花键轴叉锻件的成形过程,准确分析出缺陷形成的原因和工艺优化后锻件成形效果。通过实际生产验证了模拟结果的可靠性,在优化预锻件脱模斜度和终锻模具桥部参数后,生产效率提高至少20%,料耗节省约15%,终锻模具磨损量降低约25%,模具寿命得到明显提升。

末端法兰热锻成形的数值模拟及工艺优化

针对末端法兰一次终锻成形出现的折叠缺陷问题,分析缺陷形成的原因,并基于Deform-3D有限元分析软件模拟末端法兰成形过程,结合正交试验优化工艺参数,提出制坯、预锻、终锻3步成形方法,调整坯料尺寸、摩擦系数、下压速度及终锻飞边厚度,有效地减小了锻件下模边缘、中孔和凸台的折叠角度,降低了开裂风险,最终锻出合格锻件。试验结果表明：当工艺参数满足坯料直径Φ50 mm、长190 mm、摩擦系数0.25、下压速度60 mm·s^-1、预锻飞边4 mm、终锻飞边3.8 mm,并采用制坯-预锻-终锻3步成形方案时,锻件质量较优。通过实际生产验证了数值模拟结果的准确性和可靠性,获得了符合要求的产品。

基于齿顶分流的铜制齿环热锻成形工艺方案设计

以某款HMn64-8-5-1.5锰黄铜制齿环为研究对象,通过有限元模拟仿真,设计其热锻成形工艺方案并进行工艺实验验证。首先,通过等温热压缩实验获取HMn64-8-5-1.5合金在变形温度为873~1073 K、应变速率为0.01~10 s^(-1)及变形量为60%条件下的真应力-真应变数据,以此为基础,通过非线性曲线拟合构建其Hansel-Spittel本构模型。其次,应用该本构模型建立齿环热锻成形有限元模型,模拟仿真了该齿环热锻成形过程,分析得到花键齿齿尖处充填不饱满的原因为:金属充填花键齿型腔时,在齿尖处形成了封闭的空腔,从而出现憋气现象,导致齿尖处充填不饱满。最后,针对该问题提出一种齿顶分流的解决思路,即在原模具齿顶处设计分流槽。经数值模拟与工艺实验验证,采用该方法可以有效地解决齿环热锻成形后花键齿齿尖充填不饱满的问题。

GH4169高温合金螺栓热锻成形工艺

高温合金热锻成形过程具有热力耦合和多参数交互特征,其温度场及应力、应变场的分布和演变复杂,实验前需通过数值分析获得较优的工艺参数。以GH4169高温合金螺栓为研究对象,对螺栓单道次及多道次热锻成形工艺进行对比、分析,研究了头部初始热锻温度、下压速率、摩擦因数、换热系数和模具预热温度等工艺参数对锻件热锻压力、应变均匀性的影响规律。结果表明:单道次热锻无法成形出目标螺栓零件,需采用多道次热锻成形工艺;热锻压力随头部初始热锻温度增大而减小,随摩擦因数增大而增大,随下压速率增大而增大;应变均匀性在头部初始热锻温度较高或摩擦因数较小时更好。最后,获得了GH4169高温合金螺栓的优化的热锻工艺参数,并通过热锻实验,获得了性能优良的零件。

V型球头热锻成形过程及DEFORM-3D模拟的研究

随着科学技术日益进步的要求,模拟成形软件的应用越来越普遍,渗透在塑性成形领域的各个方面,我们通常采用计算机模拟的方式来检验塑性成形过程的可行性和合理性。这一技术的广泛应用,使得人们能够提前预测材料在成形过程中可能会出现的一些情况,比如金属的流动、温度场的分布、应力应变的变化等情况,从而推测在材料成形过程中可能会出现的缺陷及失效形式。