热等静压制备TC4合金内筋圆筒件的组织与力学性能

采用有限元模拟技术研究TC4合金内筋筒形件在热等静压(HIP)过程中的致密化行为,通过响应面技术获得优化的HIP工艺参数,并开展优化工艺条件下的HIP实验;分别对HIP制备TC4合金内筋筒形件的不同部位开展致密度、力学性能测试以及微观组织和断口形貌表征。结果表明:TC4合金内筋筒形件的外表面优先致密,筒壁和筒底芯部的致密度最高,HIP压力对致密化的影响高于保温保压时间对致密化的影响;HIP制件筒壁和筒底的组织致密均匀、室温拉伸性能接近,筒壁室温拉伸性能均略优。350℃时,筒壁和筒底的拉伸性能差值进一步缩小,抗拉强度保持率达到近70%。室温和350℃拉伸变形试样均以韧性断裂为主的断裂特征。

薄壁筒件内孔车加工变形自适应控制方法

针对薄壁筒件刚度较差,加工过程中容易出现变形的问题,提出了薄壁筒件内孔车加工变形自适应控制方法。分别描述在切削表面有无振动情况下切削用量对切削力的影响,定义切削用量与进给速度为影响切削车振动的主要影响因素;计算二者造成刀具偏置的误差,考虑工件挠度产生的变形误差,构建综合变形误差模型;分析传感采集系统结构,选定传感器与采集卡类型,通过传感系统采集切削力相关数据,使用滤波器滤除高频噪声信号;引入模糊控制理论设置论域,将输入量变换到模糊论域中,再将输出的控制量变换到基本论域中,获得最终控制精确量,根据该控制量实现加工变形自适应控制。实验结果表明,所提方法可以有效采集切削力等相关信息,跟踪控制精度高。

面向航空航天的薄壁锥形筒件轧制成形过程几何状态综合控制方法

针对航空航天薄壁锥形筒件轧制过程几何变形状态难以控制的问题,研究了薄壁锥形筒件轴线偏移、轴线倾斜、小端拉缩三种典型异常变形状态及形成机理,提出了基于筒件线速度反馈的锥辊运动协调控制方法,建立了锥形筒件轧制过程锥辊运动控制模型;提出了薄壁锥形筒件坯料优化设计方法,并建立了相应的芯辊倾斜进给控制策略,保证了锥形筒件直径长大速度的一致性,消除了因金属轴向和周向流动不匹配导致的小端拉缩现象;基于ABAQUS软件和VUAMP子程序开发,建立了集成所提控制方法和策略的薄壁锥形筒件轧制有限元模型。对比分析了常规规划控制、上述方法独立控制和综合控制下的筒件轧制成形效果,结果表明,综合控制方法下的轴线偏移量、圆度误差、同心度误差和倾斜角误差等指标相比于常规规划控制在整圆阶段内分别降低了93.6%、75.3%、95.1%、97.2%。

深筒件( H/D =1.0)渐进成形路径参数化

以高径比H/D=1.0的深筒件为研究对象,基于ANSYS/LS-DYNA平台建立了金属板料外轮廓支撑渐进成形的有限元模型,采用数值模拟和实验相结合的方法对深筒件的成形路径进行了研究,通过合理布置和优化各道次成形路径及加工方式,将制件的壁厚分布曲线作为主要判断依据,成功设计出直径为Φ80 mm,高径比为1.0的深筒件渐进成形路径,并且由此发现不同直径同一高径比深筒件的成形路径具有高度相似性,归纳出基准路径,建立了路径变量与目标制件几何参数的关系,用参数化方程将成形路径表达出来,并通过实验验证了参数化路径。基于此参数化路径方程,可以快速成形出高径比为1.0的深筒件。

薄壁筒件内孔车削振动建模与分析

分析了车削薄壁筒件内孔表面时影响振动的主要因素,以切削加工中工件过渡表面的法线方向为建模方向,重点考虑车削加工中动态切削力的影响,依据振动基本理论建立了薄壁筒件动态车削过程的振动模型方程,通过对方程的数值分析探讨加工过程中的振动问题。分析结果表明:切削用量三要素对动态切削力的影响起主导作用,进而对切削振动产生较大影响。刀具主偏角对动态切削力也有一定影响,车削产生的振动与主偏角之间是非线性的关系。这些结论为薄壁筒件加工中的振动研究提供有益的参考。

大型筒件内环面车削用刀具的设计及评价分析

针对大型不锈钢筒件内环面的车削加工条件要求,设计了相匹配的硬质合金可转位车刀结构;基于有限元仿真分析平台,对刀具三维总体结构进行了稳态变形和应力分析,为评价刀具静态强度提供理论依据;通过对刀具进行动力学模态分析,获得刀具装配体的固有频率和模态振型,为评价刀具体的动态特性,尤其是共振特征,提供了依据;通过静动态分析,理论评估刀具设计的合理性。

7A04合金筒件缩口成形工艺研究

针对某7A04合金筒件的缩口结构,根据筒件缩口形状特点,结合7A04合金成形特性,设计了等温成形工艺方案和工艺工装,在此基础上进行了相应的工艺试验研究。结果表明,通过此工艺和模具,筒件缩口达到了要求尺寸,且缩口变形部位未出现裂纹、起皱等缺陷,成形效果好,从而为铝合金筒件缩口成形技术的应用提供了参考。

基于ANSYS车削薄壁焊接筒件内环面变形分析

基于有限元ANSYS法,对车削薄壁焊接筒件内孔环面过程中产生的变形进行分析,通过改变不同的加工条件,对环面的非焊缝处和焊缝处施加集中三向载荷,得到最大变形量和最大应力的数据,通过数据分析变化规律,从而得出对实际生产起指导作用的建议。

环筒件扩挤复合成形新技术的试验研究

本文提出了一种可用于生产环筒类锻件的新工艺———扩挤复合成形技术。并采用模拟试验方法研究了该工艺中金属的流动规律和主要工艺参数对成形的影响。优化出合理的冲头工作角和扩挤变形比例，为该工艺应用于实际生产提供了科学依据。

大型环筒件包套冲挤新成形技术的开发研究

针对大型高合金钢环筒形件自由锻造时容易产生开裂缺陷和变形不均匀等问题,研究开发了坯料包套模内冲挤成形新技术。研究证明,该方法不仅改善了坯料受力变形状态,合理调控了热力参数,有效防止了变形开裂缺陷,而且变形均匀,工艺流程短,有利于提高产品质量和经济效益。包套在热成形时既能起保温润滑作用,还能减少加载设备的吨位,实现了省力成形的要求。

低椭圆筒件拉深比及其极限值的计算

本文应用滑移线场理论，在对椭圆筒件拉深时变形区进行力学分析的基础上，给出了拉深比的定义，并建立了它与圆筒件之间极限拉深比的关系和计算式。

高精度薄壁开口筒件加工变形控制方案的研究

针对薄壁结构开口筒件切削加工中筒体变形问题进行了分析与研究。通过建立薄壁开口筒件切削加工力学模型、ANSYS有限元变形分析模型,结构切削试验,得到了薄壁开口筒件变形的基本规律,并提出了控制筒件变形相应的工艺措施。结果表明,薄壁开口筒件变形模式与工艺路线、工装、夹紧力位置、切削用量、刀具角度等因素的组合有关;采用合理的工艺路线、工装、夹紧位置可以减小加工变形,提高加工精度,是三种控制薄壁开口筒件加工变形的有效工艺措施。

基于ABAQUS的模具参数对深筒件多步拉深过程的影响研究

通过有限元数值模拟分析,研究了冲头与凹模的圆角半径、冲头与模具之间的间隙、变薄拉深凹模的半锥角等模具参数对多步拉伸过程的影响。结果表明:随着凸模、凹模圆角半径和模具间隙减小,拉深件危险区域会发生明显变薄;当变薄拉深凹模半锥角为20°~25°时,金属流动较为顺畅。

大型锥形筒件热成形数值模拟与工艺优化

针对大型锥形筒件传统制造方法存在的成形效率低、成形件性能差和尺寸难控制等缺点,提出一种大型管坯分区冷却缩口、多次扩口混合的热模压成形方法。基于商用有限元软件ABAQUS,构建了热力耦合仿真模型,优化了大型管坯热成形工艺,并通过对比仿真和所设计的缩比实验结果,验证了仿真模型的准确性与成形工艺的可行性。研究结果表明:提出的成形方法能够满足大型锥形筒件的加工要求,同时,分区冷却工艺对大型锥形筒件成形效果有显著影响,在冷却缩口过程中,冷却区和成形区的强度均随冷却时间的增加而增大,当单位厚度冷却时间为1.714 s·mm^(-1)时,冷却缩口成形效果最佳,既保证了冷却区强度,又使成形区具有足够的塑性;管坯最大冷却区长度为1580 mm,当冷却区长度为1480 mm时,能够避免因长度不合适导致冷却过渡区域产生缺陷的现象。

直筒件强旋缩径的台阶成形与工装

介绍了直筒件缩径和台阶成形的旋压试验过程，着重对台阶的多道次强旋成形工艺、精整工装设计和台阶壁厚检验等方面进行了探索和实践。

薄壁长筒件加工过程的动态性能分析

运用有限元分析软件 ANSYS对薄壁长筒件在不同加工条件下进行动态性能分析 。

基于ANSYS的薄壁筒件多刀切削加工变形分析

应用有限元软件ANSYS对薄壁筒件多刀切削加工进行了变形分析,并从提高工艺刚度的角度出发,提出了相应的工艺措施。

超因瓦合金薄壁筒件的加工变形控制研究

针对高温低膨胀合金4J32薄壁筒件的车削问题,从材料特性以及零件结构的方面分析可加工性,通过改进装夹方式,合理选用刀具以及切削用量来减小加工变形,并运用ANSYS有限元分析软件进行分析论证,提出了相应解决问题的方法。

一种薄壁筒件的车削加工工艺

薄壁筒件刚性差、强度弱,机加工过程中极易变形,不能保证加工质量。因此,以某公司的典型薄壁筒件塞环为例,详细阐述了其车削加工工艺流程,刀具、夹具以及切削参数的选择,最终确定了塞环加工工艺。实践证明,该加工工艺不仅使零件质量稳定可靠,而且刀具损耗少、加工效率高。

TC21钛合金深筒件锻造成形过程数值模拟

采用有限元数值模拟,研究了变形速度、变形温度对TC21钛合金锻造过程中筒内各特征点的温度、等效应变与等效应力的影响。结果表明,随着变形速度及变形温度的提高,深筒件内部的等效应变先增加后减小,而等效应力总体呈现先减小、后大幅提高的趋势;当采用变形温度为945℃、变形速度为10 mm/s的工艺参数时,深筒件的可锻性能最佳。