基于响应面法的镁合金轮毂等温成形过渡区折叠缺陷的预测

目的 大尺寸镁合金汽车轮毂塑性在加工过程中易出现折叠等缺陷,为获得合格的轮毂锻件,对镁合金轮毂等温成形工艺参数与折叠缺陷长度的影响关系进行研究。方法 基于轮毂复杂的几何结构,设计了三步成形工艺方案,通过成形试验测试判断出折叠缺陷产生位置,选取影响轮毂折叠缺陷的压下量h、挤压温度t、挤压速度v与摩擦因数μ作为设计变量,构建了轮毂最大折叠长度Llap的目标函数关系式。结合响应面法的线性模型和Design Expert软件,对设计变量进行了参量约束条件下的多目标优化,制备出合格的镁合金轮毂锻件。结果 基于成形试验得到折叠缺陷产生位置为轮辐和轮缘结合处;基于响应面法和有限元分析,可知压下量对折叠缺陷长度Llap影响最大;根据拟合结果得到的回归线性模型,其折叠缺陷回归系数为0.965 4,可靠性较高。结论 建立了镁合金轮毂锻件成形过程中工艺参数对折叠缺陷长度的线性回归模型,获得了关于折叠长度的最小值,为消除轮毂锻件中的折叠缺陷提供了理论依据。

TC4合金等温成形过程模拟与组织预测

在试验研究的基础上 ,建立了能够反映锻造热力参数对材料成形性能影响的新型本构方程 ,并采用变形与传热耦合分析的刚塑性有限元数值模拟方法 ,全面系统地研究了TC4合金的等温成形过程。基于建立的该合金动态再结晶组织的演化模型 ,定量地预测了等温成形过程中TC4合金微观组织的演变情况 ,并分析讨论了宏观工艺参数对合金微观组织演变过程的影响 。

等温成形模具的加热系统设计

模具加热系统的加热效果和温度控制精度是铝合金等温成形加工的关键技术之一,将直接影响模具使用寿命、零件加工的生产效率和产品性能。介绍了采用双反馈控制原理设计等温成形模具加热控制系统,该系统结构简单、抗干扰能力强、精度高、使用环境适应性强,特别适合于铝合金零件及其它有色金属零件的等温成形工业程化生产。

非等温成形过程中的预锻模具形状优化设计

采用塑性有限元、灵敏度分析和工程优化算法相结合的方法,对非等温成形过程中预锻模具形状进行了优化设计。预锻模具形状采用三次B样条函数表示,B样条函数的控制点作为设计变量,通过优化预锻模具形状,可实现净形锻造,得到无飞边完全充满模腔的合格终锻件。给出了模具形状优化设计步骤,推导了速度灵敏度方程和温度灵敏度方程。最后以一轴对称圆盘锻造过程为例,对预锻模具形状进行了优化设计。

2618铝合金等温成形工艺热模拟试验研究

利用Gleeble-1500型热/力模拟试验机模拟2618铝合金等温成形工艺,采用正交试验法研究工艺参数(变形温度T、应变速率.ε和变形程度ε)对晶粒尺寸的影响,确定了最佳工艺参数为:T=430℃,.ε=8×10-3s-1,ε=40%。利用此工艺参数对2618铝合金进行等温成形,金相试验表明获得的锻件晶粒细小、均匀。

整体叶盘等温成形的计算机模拟与分析

在DEFORM 3D有限元分析软件平台上,对高压压气机整体叶盘的锻压成形过程进 行了模拟与分析。通过应用正确的计算模型及对模拟结果的仔细分析,认为坯料设计成中间 薄、外缘厚的形状较好,并给出了最优尺寸;模拟的结果还对锻压过程中可能产生的缺陷和部 位进行了预测,对实际锻造起到很好的指导作用。

人造金刚石微粉和氟化钙在等温成形模具中的应用研究

为了提高等温成形过程中零件的表面质量,延长等温成形模具的使用寿命,对人造金刚石微粉和氟化钙微粉进行适当的表面处理,采用化学复合镀的方法,在等温成形模具上得到Ni-P/C+CaF2复合镀层,改善了模具表面的摩擦系数、提高耐磨性能,为等温成形新技术推广,提供技术上的支持。

7A04超硬铝合金复杂构件等温成形技术研究

等温成形是超硬铝合金等难变形材料复杂构件的重要成形技术,其锻件具有精度高,成形载荷小,组织均匀一致,力学性能优的特点。采用数值模拟对一种复杂壳体零件的等温成形工艺进行了优化。为了保证模具型腔有足够的金属充填,通过预成形工序使几个较难成形的凸台处预先聚料,解决了锻件充不满和折叠缺陷问题。根据优化后的工艺,进行了工程试验。经过预锻和终锻后,壳体等温锻件充填饱满,外表面没有出现裂纹、折迭等缺陷。经检测,壳体锻件的尺寸、表面质量等完全满足产品的技术要求。

镁合金多向转接头等温成形数值模拟及实验研究

采用数值模拟方法研究了高强耐热镁合金多向转接头的等温锻造过程,分析了导套形状、锻造方案对构件成形过程中金属流动行为的影响,根据模拟结果制定了圆形导套、两次下压的成形方案,并采用此方案成功锻造出高强耐热镁合金多向转接头模锻件。对该锻件进行了时效热处理工艺研究,得出最优化的时效处理制度为200℃×63 h。在该时效制度下,材料的室温抗拉强度达到了411 MPa,屈服强度达到331 MPa,延伸率达7.3%。

压制模型腔的等温成形与超塑性成形研究

模具型腔的等温成形与超塑性成形是一种新的制模工艺,这一工艺所具有的优点使之成为模具型腔制造的一种有力手段。本文重点介绍了热固性塑料压制模型腔的等温成形与超塑性成形工艺,介绍了有关的工艺参数、工装设计,并阐述了该工艺的应用实例。

变形条件对2618铝合金等温成形工艺的影响

为控制2618铝合金等温成形效果，利用Gleeble-1500型热/力模拟实验机，采用正交实验法研究了变形温度T、应变速率.↑ε和变形程度ε对变形抗力的影响，实验表明：T=430℃，.↑ε=（4-8）×10^-3s^-1，ε=40%为最佳等温变形条件。

粉末高温合金盘件等温成形过程PID控制

对FGH96合金涡轮盘件等温锻造过程的控制进行了设计与仿真。采用PID控制,通过迭代学习算法,在SIMULINK下实现了PID控制仿真。应用于实际生产控制时,将对微观不可控参数的控制转化为对宏观可控参数的控制,并根据成形过程的不同阶段特征调整控制量,提高了生产效率和锻件质量。

镁合金等温成形技术研究及其应用

重点评述了该技术研究的若干基础理论(如流变力学模型、变形机理、细晶强化机制)和关键技术(如预成形优化设计、临界控制变形、高效润滑),并介绍了该技术国内外取得的研究成果,同时探析了该技术的发展方向,以提高我国镁合金等温成形技术的研发水平。

铝合金锥形壳体等温成形过程数值模拟

针对某铝合金锥形壳体的等温成形过程,用有限元数值模拟软件进行了模拟,分析了工件的金属流动、应力、应变等,为工艺参数的选取和设备选择提供了依据。

7A04铝合金典型结构精密等温成形工艺研究

针对航天产品典型构件,设计了等温成形工艺方案流程和成形工艺工装,对7A04铝合金精密等温成形工艺进行了研究。试验研究结果表明:成形速度在0.5～1mm/s速度范围内,零件尺寸公差可以控制在±0.2mm范围内,表面粗糙度Ra不大于3.2μm;成形温度对零件表面质量和变形抗力影响较大,成形温度越低,零件表面质量越好。分析测试结果表明:精密等温成形件纤维流线完整,呈各向同性,力学性能优良。

TC4叶栅环等温成形规律研究

针对高肋、薄壁钛合金叶栅环的结构特点,借助三维有限元模拟方法,分析了等温成形中始锻温度、下压速度和摩擦因子对叶栅环成形质量的影响规律。选取优化后的工艺参数进行物理实验研究,结果表明,始锻温度为920℃,下压速度为0.5 mm/s,摩擦系数为0.1时的工艺条件下,可以得到满足质量要求的等温锻件。

基于FEM技术的铝活塞裙等温成形模拟分析

本文通过运用刚塑性有限元法 ,针对铝活塞裙等温成形过程进行了模拟分析 ,得出了其等效应变和应力的分布 ,论述了其变形工艺特点。本文的研究方法和结论 ,对于实际生产具有参考价值。

镁合金典型构件等温成形数值模拟及优化

运用DEFORM-3D软件对镁合金箱盖的等温成形过程进行了有限元数值模拟分析。根据箱盖结构特点,初步设计3种形状的预制坯,依据数值模拟结果,优化得到最终预制坯,并分析了等温成形过程中箱盖的等效应力、等效应变、速度、载荷-行程曲线等。研究结果,Ⅲ型预制坯金属在各个部位的流动相对较均匀,流动自然平滑,无拉伤、折叠等缺陷发生。综合分析,得出Ⅲ号预制坯的成形效果最好。

TC4合金空心构件等温成形过程的数值模拟

利用刚粘塑性有限元法,对TC4合金空心构件等温成形过程进行了数值模拟。获得了不同变形条件对变形区等效应变、等效应力和温升的影响。结果表明:变形温度和上模速度对构件的等效应力、温升和载荷的影响显著;摩擦因子对构件的等效应力、温升和载荷的影响较小。

复杂盘饼类铝合金锻件等温成形缺陷分析

以环形座锻件为例,采用实验研究和有限元数值模拟相结合的方法研究了复杂盘饼类铝合金锻件等温成形时缺陷产生的机理。结果表明:采用反挤变形方式可以控制金属的径向流动速度,能有效地防止复杂盘饼类铝合金锻件的径向折叠和穿流缺陷的发生;各区域金属分配不合理会使局部区域因缺少金属而引起充不满或对流折叠,或使局部金属过多引起折叠;增大镦粗时坯料与模具间的摩擦阻力和变形量,可使坯料获得更好的径向分布的流线,最终得到流线分布合理的锻件。