用于液体容器内液位测量的金属薄壁梁振动模态仿真研究

为实现用于液体容器内液位测量的金属薄壁梁振动模态的准确模拟,构建金属薄壁梁的有限元圆梁模型。该模型采用有限元法对金属薄壁梁纵向振动模型的特征频率进行分析,从而对金属薄壁梁暴露于外部刺激时所产生的纵向振动进行准确模拟。在所开展研究中,对薄壁梁采用圆梁分布质量模型,分析模型的前4种振动模态的特征频率。为验证该模型的有效性,将该模型对金属薄壁梁前4种纵向振动模态的模拟结果与理论模型结果、实际金属薄壁梁试验结果及其他两种仿真模型的模拟结果进行了对比。对比结果表明,所构建圆梁模型对金属薄壁梁纵向振动模态的模拟结果与理论、试验分析结果高度一致,且模拟结果效果明显优于其他两种模型。

简单液压加载条件下金属薄壁管摩擦因数测量方法研究

金属薄壁管液压成形技术适合于制造长径比大、周向截面复杂的中空零件,在液压成形过程中,摩擦特性和加载条件等对零件的成形过程、成形性能、零件的精度及表面质量等有显著影响。以金属薄壁管液压胀形工艺为研究对象,从胀形区中截面节点的应力和应变状态分析出发,确定金属薄壁管胀形件的摩擦分区范围,并对胀形件中截面的受力状况进行分析。针对简单液压加载情况下金属薄壁管的摩擦特性,提出一种胀形区摩擦因数的测量方法。通过简单液压加载下金属薄壁管摩擦特性试验,验证该方法的准确性,并探究摩擦因数对胀形件成形精度的影响规律。

金属薄壁导管弯曲过程中的应力分析与优化

本文研究在探究金属薄壁导管在弯曲过程中的应力分布与优化方法。采用ICr18Ni9Ti-G管材,利用数控弯管机进行弯曲操作。通过矢量激光测量仪,获取不同弯曲半径、压膜压力、弯曲速度、压膜助推压力下金属薄壁导管的矢量数据,并计算导管弯曲过程中的应力值。实验结果表明,弯曲半径、压膜压力、弯曲速度、压膜助推压力对金属薄壁导管弯曲过程中的应力具有显著影响。优化后的参数组合为:弯曲半径140mm,压膜压力1900N,弯曲速度0.95mm/s,压膜助推压力1800N。在此参数下,金属薄壁导管弯曲过程中的应力最小,从而提高了导管弯曲的质量。因此,建议在实际生产中采用上述优化参数,以确保金属薄壁导管的质量和安全性。

激光快速成形金属薄壁零件的三维瞬态温度场数值模拟

利用ANSYS有限元软件中的'生死单元'技术,建立了与激光快速成形过程一致的三维瞬态薄壁零件温度场计算模型。通过该计算模型,可以掌握成形过程中薄壁零件温度场随时间的变化规律。计算结果表明,金属薄壁零件中,与x方向温度梯度相比,y方向温度梯度占绝对优势,因此在薄壁零件冷却过程中,热量散失主要方向为y方向。激光功率越高,y方向温度梯度也越大,因此形成的枝晶组织就越细长。

热声载荷作用下金属薄壁结构的振动响应与试验验证

针对航空航天薄壁结构在热声载荷作用下的非线性振动响应问题,基于声振耦合理论,采用耦合的有限元/边界元法对四边固支高温合金矩形薄壁结构进行了动力学响应计算。重点研究了薄壁结构在行波加载与扩散场加载条件下的振动应力/应变响应规律,讨论了温升对结构振动响应的影响规律,分析了薄壁结构热屈曲(Thermal-buckling)和跳变(Snap-through)响应特性。通过将薄壁结构在不同温度条件下的振动模态以及动态应变响应的仿真结果与热环境下的声激振试验结果进行对比,表明计算的基频量值及随温度的变化关系与试验结果获得较好的一致性,计算的应变响应与试验测试结果量值相当,验证了热声响应计算方法与模型的有效性。该研究提出的金属薄壁结构在热声载荷作用下的非线性振动响应计算方法及分析结论对进一步开展热声疲劳寿命预测及动强度设计提供依据。

冲击液压载荷作用下双金属薄壁管内压力与型腔体积变化的关系

双金属薄壁管冲击液压胀形技术是在液压胀形与冲压成形基础上发展起来的一种复合成形技术。冲击液压载荷作用下的双金属薄壁管成形所需内压力源自于管坯型腔体积的压缩,其大小随液体体积压缩量变化而变化,为此提出了基于冲击液压载荷作用下双金属薄壁管的内压力形成机理的研究。首先介绍了双金属薄壁管冲击液压胀形的成形原理;然后,通过对内外管轴向冲击液压预成形与径向冲击液压成形过程中内压力形成的理论分析,构建了管坯型腔内压力与体积变化之间的数学模型;同时,利用Ansys Workbench有限元模拟技术获得了内外管轴向冲击液压预成形与径向冲击液压成形过程的内压力,通过有限元模拟与理论分析结果的对比发现,两者具有较好的一致性,并通过模型误差优化了内压力数学模型,为双金属薄壁管冲击液压胀形技术的进一步研究奠定了良好的理论与应用基础。

金属薄壁筒体对轮旋压技术进展及应用探析

对轮旋压是成形大型高强金属薄壁筒体的关键技术。分别从塑变机理、成形精度影响与控制、组织演变与缺陷、对轮旋压设备等四方面概述了金属薄壁筒体对轮旋压技术的最新研究进展,指出时变非线性特点导致塑性流动控制困难是对轮旋压技术工程化应用的瓶颈。剖析了对轮旋压技术难点,分析探讨了其发展趋势,揭示出多源混动的对轮主动强力柔性旋压工艺对超高强金属、大尺寸薄壁筒体精密旋压成形的借鉴意义。

金属薄壁管材锈蚀问题及防护措施

金属薄壁管材锈蚀的现象在生活当中是普遍存在的,对于日常生活以及生产发展都会造成巨大的影响。为了减少管道的锈蚀速度,加长管道的使用寿命,通过研究几种对于防止金属薄壁管材锈蚀的方法,运用有效方式来对金属薄壁进行保护,以达到防腐的目标。

飞机金属薄壁结构聚能切割技术研究

在修整飞机金属薄壁结构破孔损伤时,目前外场通常采用的传统切割方法效率较低,难以满足野外条件战伤抢修的要求。创造性提出利用装药的聚能效应切割清理飞机金属蒙皮破孔损伤的方法,借助线型聚能切割器的形式,进行了2A12铝合金薄板切割新工艺研究。经摸底实验、单因素实验和切割索参数正交实验,设计了一种新型切割索,并优化了其结构参数。异形切割与铝板断面形貌特征表明,该型切割索可切开2 mm厚铝板,且切割效果符合飞机蒙皮破孔损伤抢修的工艺要求。本研究为聚能切割技术在装备战场抢修中的应用提供了依据和参考。

SLM成形金属薄壁件表面缺陷形成机理研究

选区激光熔化技术(SLM)被认为是最具潜力的金属增材制造技术之一。对SLM成形316L不锈钢薄壁件侧壁表面形成机理与优化策略进行了研究。实验结果发现:随着体能量密度的逐渐提升,SLM成形金属薄壁件侧壁粘粉、凹陷(孔隙)等表面缺陷及壁厚精度均呈现分段性变化,即熔池烧结存在固相烧结、稳态传导和非稳定匙孔三种模式。不同体能量密度条件下的熔池热、动力学行为耦合作用改变,使得各种表面缺陷的分布、形貌乃至形成过程均不同。重点分析了叠层褶皱、道内震荡褶皱及飞溅沉积褶皱三类表面褶皱形貌的形成机理。上述研究为提高SLM成形复杂薄壁结构表面质量提供了实验与理论借鉴。

轴向补料对双金属薄壁管冲击液压成形影响的研究

双金属薄壁管冲击液压胀形技术是在液压胀形与冲压成形基础上发展起来的一种复合成形技术。为了获取更好的成形质量,在液压预成形与冲击液压成形相结合的基础上,通过改变液压预成形的加载路径实现双金属薄壁管成形。介绍双金属薄壁管冲击液压成形原理及内管轴向补料方案;利用Dynaform有限元分析内管轴向补料距离对双金属薄壁管壁厚分布的影响,获得轴向补料距离对双金属薄壁管成形规律;同时,分析内管轴向补料距离对管材中截面的对角线长度变化影响规律,从而获得内管轴向补料距离对双金属薄壁管填充性的影响。通过液压预成形阶段加载路径的研究,探明了轴向补料对双金属薄壁管成形规律的影响,为冲击液压载荷作用下的双金属薄壁管成形提供理论与应用支撑。

金属薄壁管液压胀形极限测试装置的试验研究

分析了金属薄壁管液压胀形中胀形区截面节点的应力和应变状态,分别针对轴向进给力F的作用大于或小于液压力P的作用,金属薄壁管胀形区截面节点的应变状态分别对应成形极限图的左侧和右侧应变状态,开发1套能实现胀形区截面节点不同应变状态的金属薄壁管液压胀形极限测试装置,通过示例,获得了简单加载路径下金属薄壁管液压胀形成形极限图。

3D打印中非金属薄壁件的打印成型策略研究

针对一般非金属类薄壁件注塑成型周期较长、成型精度不高、耗时耗材的问题,提出了一种结合三维激光扫描技术和3D打印技术的非金属薄壁件成型方法。以摩托车薄壁件拐板为对象,首先,选用逆向工程的点云采集技术和点云处理技术,获取了工件精确表征点云数据;然后,通过模型重构与分析技术,设计出了尺寸和表征数据均满足工件要求的模型;其次,运用3D打印前处理技术,进行了模型摆放、支撑添加与切片等操作;最后,使用SLA工业打印机打印出了摩托车薄壁拐板工件。研究结果表明:经过20 h左右工件打印成型,较传统注塑成型明显缩短了试制周期,且该成品尺寸偏差以及表面曲率特征均满足工件要求;该方法适用于工业制造中非金属薄壁件的打印成型,可用于产品前期试制研发,可有效缩短测试周期,降低成本。

侧向冲击载荷下金属薄壁圆管内填充泡沫铝的吸能特性研究

运用有限元软件Ls-dyna对泡沫铝填充金属薄壁圆管受侧向冲击载荷进行了数值仿真分析。通过模拟结果与实验结果的对比,验证了有限元模型的有效性与计算结果的精确性;进而研究了管的几何参数、泡沫铝的密度与冲击速度等因素对其变形与吸能特性的影响。研究结果表明:在侧向冲击载荷作用下泡沫铝填充管的压溃可以分为3个阶段,初始碰撞阶段、塑性变形阶段和密实化阶段;与空管相比,泡沫铝填充管的侧向冲击载荷、总吸能与比吸能显著增大。管的几何尺寸、泡沫铝密度、冲击速度等对泡沫填充管的吸能性能影响较大。当冲击速度超过一定数值时,填充管的变形模式发生改变,由对称变形变为非对称的变形。

非金属薄壁细小零件机加工艺设计和加工

对研制型单件生产的非金属薄壁细小零件机加工艺优化设计的必要性进行了探讨 ,并提出了相应的IT—Ra加工链图和切削加工参数 ,以期降低该类零件的工艺设计对经验的依赖度 。

非金属薄壁零件铣削加工方法

非金属薄壁零件具有良好的绝缘性能,广泛应用于精密电子学产品中.但非金属薄壁零件通常刚性较差、强度低,加工中易变形,加工精度难以满足设计要求.本文以聚四氟乙烯绝缘筒为例,介绍了该类零件加工难点,结合经验总结,从零件切削受力分析着手,综合考虑最大程度降低零件切削变形的各种因素,对工装设计、刀具选用,走刀路线安排等方面进行优化,最终达到小批量生产条件下零件合格率90%以上的目标.该方法对高精度非金属薄壁零件的加工具有较强的借鉴价值.

金属薄壁导管数控弯曲工艺参数库建立研究

本文针对金属薄壁导管零件工艺数据库的建立进行分析,构建了零件特征模型与逻辑结构模型,并从系统体系结构、模块构成以及数据安全保障三个方面对数据库的内容进行阐述,力求丰富数据库内容,提高数据信息的利用效率。

侧向剪切载荷下金属薄壁圆管的吸能特性研究

利用实验和数值模拟相结合的方法研究了薄壁金属圆管在准静态侧向剪切荷载下的变形和吸能特性,通过有限元软件LS-DYNA建立了准静态理论分析模型,并与实验结果进行了对比,结果表明数值模型结果和实验结果吻合较好。基于建立的理论分析模型,研究了管的几何尺寸对侧向剪切力、总吸能和比吸能的影响。结果表明,在准静态侧向剪切力下,薄壁金属圆管的剪切力、总吸能和比吸能随着管壁厚的增加而增大;而相反侧向剪切力、总吸能、比吸能随着管直径的增加而减小。

夹芯薄壁金属管吸能特性

薄壁金属管具有结构简单、加工方便、成本低的特点,夹芯结构整体密度低,比刚度和比模量高,拥有优良的力学性能,两者作为缓冲吸能结构都有很广泛的应用。夹芯薄壁金属结构是将夹芯结构和薄壁金属管结构相结合的一种新型结构,此前作者通过该结构受力时的变形特点对其缓冲力理论模型进行了推导,但还未通过相关试验对其吸能特性进行进一步的研究。由于动态冲击试验过程复杂且危险、成本高.