电液颤振对冷挤压塑性成形件金属流线及晶粒组织的影响

针对冷挤压成形过程中金属变形抗力大、模具易磨损等不足,提出一种新型冷挤压工艺,即在冷挤压成形过程中引入振动激励信号。运用 DEFORM-3D 有限元分析软件构建系统仿真模型,分别在有无施加颤振两种挤压方式下进行模拟仿真。仿真结果表明,施加颤振信号能促进金属的流动,金属流动速度达到62.4 mm/s,网格流线变形程度比传统挤压方式下的变形程度小。设计了电液式颤振冷挤压实验平台及模具,分别在有无施加颤振两种挤压方式下进行实验,并将所得成形零件用体积分数为4%的硝酸酒精溶液腐蚀,利用扫描电镜观察零件剖面。实验结果表明,施加颤振信号后,晶粒由原来的大小为3.3-5.0μm 细化到1.7-3.3μm,晶粒变形更加均匀,变形组织更加细密,金属纤维组织变得更细更长。

二维电液颤振对冷挤压成形的影响

针对冷挤压成形过程中变形抗力大、金属流动困难导致模具磨损较大等问题,提出了一种二维电液颤振辅助冷挤压成形工艺,并运用Deform-3D有限元分析软件建立二维电液颤振辅助冷挤压成形的有限元模型,对比分析了无颤振成形方式以及轴向颤振激励下成形、径向颤振激励下成形及二维颤振激励下成形的成形过程。研究结果表明:与无颤振成形方式相比较,成形载荷在二维颤振激励、轴向颤振激励和径向颤振激励成形方式下,分别减小了26.1%、 13.2%和5.7%。二维颤振激励成形方式下的成形载荷最小,且金属流速显著增大,应力场分布更加均匀。

基于AMESim的新型高频电液颤振器仿真分析

利用AMESim建立了高频电液颤振器的仿真模型,通过仿真确定了颤振器的谐振频率,并对其在谐振频率和非谐振频率下的振动过程进行仿真研究。仿真结果表明:该电液颤振器的谐振频率为1500Hz。电液颤振器在谐振频率下输入较低压力即可输出较大振幅,达到节约能源的效果。

新型高频电液颤振器的振动研究

提出了一种高频、微幅、大输出力的新型电液颤振器,该颤振器由转阀控制油液进出从而驱动弹性端盖以某一中心位置做周期性往复振动,并且可以通过控制无杆腔容腔的体积变化实现对颤振器固有频率的改变。介绍了颤振器的工作原理并建立其数学模型,利用MATLAB中的Simulink对振动波形进行了分析仿真。分析研究发现,该高频电液颤振器随着振动频率的提高,其振动输出的位移逐渐减小,在振动频率达到2 000 Hz时,产生微米级的振动。

基于LMI方法的电液舵机动刚度H_∞控制器分析与设计

舵机刚度特性决定着航行器对舵面位置的"把控"能力,航行器运动时随着舵面负载扰动频率的变化,刚度特性也是不断变化的,如果某一频率点上刚度达到最小值,引起了舵面剧烈抖动,整个航行器的运行安全将无法保证。所以舵机控制器设计过程中需要大量的仿真计算,从开始设计阶段找到提高舵机刚度特性的方法;建立电液舵机的系统模型,仿真得到系统刚度特性,基于LMI方法设计了H_∞控制器,通过求解含约束条件的LMI优化问题使设计的控制器能够较大程度上的提高系统动刚度。仿真结果表明:控制器能提高了系统抗扰动能力,系统的刚度在一定扰动频率范围内不变,扰动通道增益减小;在系统参数发生波动的情况下依然能保持较好的抗扰动能力,鲁棒性较强,结合实际项目验证了设计控制器的有效性。

Influences of electric-hydraulic chattering on backward extrusion process of 6061 aluminum alloy

The possibility of the electric-hydraulic chattering technology and its application in the cold extrusion were presented.The conventional and electric-hydraulic chattering assisted backward extrusion processes were performed on 6061 aluminum alloy billets at room temperature.The experimental results showed that 5.65% reduction in the extrusion load was attained if the die and ejector were vibrated at a frequency of 100 Hz and amplitude of 0.013 mm in the longitudinal direction.The friction coefficient at the billet and tool system interface determined from the finite element analysis（FEA） decreased from 0.2 without chattering to 0.1 with application of electric-hydraulic chattering.The higher values of instantaneous velocity and direction change of material flow were achieved during the chattering assisted backward extrusion process.The strain distribution of the chattering assisted backward extrusion billet revealed lower maximum strain and smoother strain distribution in comparison with that produced by the conventional extrusion method.