主剪应力法及其在锥模薄管拉拔与缩颈中的应用

提出了主剪应力法，对沿主剪应力迹线正应力的变化规律给出了数学描述，并将此法用于锥模薄壁管的典型成形工序的求解，其结果与用平衡方程和Ｍｉｓｅｓ屈服准则联立求解的解析解相一致．主剪应力法的实质是在轴对称平面应力问题中将沿移线场理论仅考虑－对正交的最大剪应力迹线的思想扩展到考虑三对正交的主剪应力速线中的任一对，该方法的提出将扩大滑移线场理论的适用范围．

圆锥模拉拔问题的应力解析解

本文采用应力场方法，求解出园锥模拉拔问题的应力解析解，并与速度场的上限解析解和应力场近似解作了比较和分析。

锥模挤压挤压力的计算

采用极值原理的功能平衡法．确定挤压变形区内金属的位移增量，并依此建立挤压力计算模型。此方法供工程设计参考。

竹筒锥模受压开纤工艺研究

以软化后的竹筒作为开纤对象,以竹原纤维得率、细度及纤维长度作为开纤效果的评价指标,研究了开纤速率和模具锥角对该方法开纤效果的影响规律。开纤试验表明:随着开纤速率的减小,竹原纤维得率逐渐提高,且在开纤速率为1 mm/min时趋于稳定,竹原纤维细度逐渐减小,纤维长度呈先增大后减小的变化趋势。当开纤速率为1 mm/min时,竹原纤维得率、细度、长度分别为30.49%,190.9 dtex和83.66 mm,且纤维细度和长度均匀性均较好。当模具锥角小于160°时,竹原纤维得率随着模具锥角增大而提高,在模具锥角为160°时,竹原纤维得率最高为30.63%;当模具锥角超过160°时,开纤得率逐渐下降。随着模具锥角的增大,竹原纤维细度逐渐减小,纤维长度呈先增大后减小的变化趋势。当模具锥角为160°时,竹原纤维细度和长度分别为190.3 dtex和84.68 mm,且纤维细度及长度均匀性均较好。试验确定了竹筒锥模受压开纤方法最佳的工艺参数:开纤速率为1 mm/min,模具锥角为160°。在此工艺条件下,从竹筒试样提取的竹原纤维平均细度为190 dtex,平均长度为84 mm,竹原纤维得率达30.5%,且竹原纤维细度及长度范围分布也较为均匀。竹筒锥模受压开纤工艺的研究为竹材实现整竹开纤的研究奠定了基础,有望进一步提高竹材的利用率,实现竹原纤维的高效率生产,对竹材资源可持续利用和绿色生态纤维、低碳经济的发展都具有重要的现实意义。

锥模正挤压管材挤压力的研究

为方便生产一线技术人员计算挤压力,在柱坐标系下,采用能量法推导了锥模管材正挤压力理论计算公式.其计算结果接近实测值,相对误差为8%左右,表明锥模管材正挤压力理论计算公式是可行的.能量法计算的锥模管材正挤压力,具有一定的工程实用性,为挤压模具设计、挤压工艺的制定提供了理论依据.

铝管锥模空拉壁厚变化预测

铝管空拉减径总是伴随壁厚的变化。用理想塑性模型研究了壁厚变化规律。理论计算与实际测量结果相吻合。

高超声速风洞WDPR支撑尖锥模型应用可行性分析

绳牵引并联机构(WDPR)能够有效调整飞行器模型的位姿,为扩展风洞试验能力提供了一种新型支撑手段,具有很大的应用潜力。本文将对其在高超声速风洞中应用所涉及的稳定性与气动干扰问题进行研究。以10°尖锥标椎模型为例,设计了8绳牵引的并联支撑系统,可以通过调整绳长控制模型的位置和姿态。模拟了气动载荷作用下支撑系统的稳定性,优化牵引绳直径。基于构建的三维模型,借助CFD软件进行气动计算,包括马赫数为7.8时,不同迎角下绳牵引并联支撑锥体模型的气动力系数,通过与无绳支撑结果以及文献试验数据进行比较,表明在小迎角情况下,绳系支撑引起的气动干扰相对误差较小,但会随迎角的增大而增加。此外,分别对弯刀支撑和绳牵引并联支撑进行了模态分析,对比了2种支撑的固有频率。结果显示绳系支撑固有频率较高,系统刚度较大。本文的理论研究成果可为绳牵引并联支撑技术在高超声速风洞中的应用提供一定的技术支持。

锥状凸模圆孔翻边的应力应变分析

针对用锥状凸模进行圆孔翻边的特点 ,应用全量理论 ,导出了计算其变形区内各点应力应变的解析式 。

口模锥角对生物质复合材料自增强过程的影响

采用Deform软件对生物质复合材料连续固态挤出自增强过程进行计算机模拟,通过对速度分布云图以及最大等效应力场的分析,研究了挤出口模锥角对连续固态挤出自增强过程的影响;同时,通过实验对挤出过程中制品的表面形态与模拟结果进行对比,验证了模拟结果的可靠性,最终发现选取口模锥角20°~30°可以获得理想的生物质复合材料制品。

挤压过程的数值模拟及凹模锥角优化

在用刚塑性有限元对挤压及变薄拉深的稳态变形阶段进行模拟的基础上，按变形力最小的原则，对挤压凹模锥角进行了优化搜索，优化结果与实验结果吻合较好。

变薄拉伸工艺中凹模锥角的计算机模拟优化

在分析了变薄拉伸工艺应力性质的基础上 ,应用有限元模拟软件定量地分析了凹模锥角对拉伸工艺的影响 ,并给出了凹模锥角的合理范围 ,从而为优化模具设计 。

基于主应力法和滑移线法求解圆棒料锥模拉拔力

针对圆棒料锥模拉拔,建立了拉拔力的计算模型,通过对微元体进行受力分析,建立了力的平衡微分方程,并引入屈服条件、摩擦条件和边界条件,采用主应力法,推导出单位拉拔力的计算公式;另外,利用滑移线理论,建立了变形区的滑移线场,依据屈服准则和汉基方程,求解出金属圆棒料拉拔时单位拉拔力的计算公式,进而求出总拉拔力。通过实例进行了验证,主应力法得到的拉拔力为4. 2 kN,滑移线法得到的拉拔力为2. 6 kN,经验公式法得到的拉拔力为4. 6 kN。结果表明,根据主应力法和滑移线法求解拉拔力符合工程要求,能够实现设备吨位的选择。

锥形凹模缩口力计算中弯曲影响的研究

通过对缩口力计算研究现状的分析,就几组考虑弯曲作用影响与否的缩口力计算公式,其中包括采用主应力法并按幂函数规律的加工硬化条件导出的缩口力公式,以及在此基础上补充提出了计及弯曲影响的新公式,并作了缩口力的实验测试,进行了较系统的比较研究。研究结果表明:在锥形凹模缩口中,弯曲作用对缩口变形力的影响程度是由凹模半锥角α值决定的,在α≤25°时,弯曲影响可以忽略不计,而当α>25°时,需考虑弯曲作用的影响。

锥状凸模与柱形凸模圆孔翻边的比较分析

通过对锥状凸模与柱状凸模圆孔翻边应力应变分布的对比分析,阐明了采用锥状凸模进行圆孔翻边,可降低制件开裂处的周向应力,提高材料的极限变形程度和减少壁厚变簿。

锥形模缩口力影响因素分析与凹模半锥角优化设计

利用最新推导出的考虑缩口变形中弯曲作用,选用幂函数硬化规律的应力应变关系的锥形模缩口力计算公式,结合常用的Q235钢管和T2铜管缩口实验数据,对影响缩口力的因素K、n、t、mN、μ及α,作了单因素影响的更直观分析,进而,分别用黄金分割法和微分法两种不同的方法对锥形凹模半锥角进行了优化设计,获得了使缩口力最小时的αopt-μ的关系式与关系曲线.

筒形件缩口成形最佳凹模锥角的确定

应用金属塑性成形理论推导出了筒形件锥形凹模缩口成形中作用于毛坯壁上的最小轴向应力的锥形凹模锥角表达式 ,并分析了摩擦因数对锥形凹模锥角的影响。

圆锥标模高超声速俯仰自由振动试验与分析

为解决自由振动式动导数试验技术在大尺度高超声速风洞中,高气动载荷环境与低频率模拟要求之间的突出矛盾,进一步提高高超声速飞行器较低气动阻尼的测量精度,发展了基于组合式动导数天平的Ф1 m量级高超声速风洞自由振动试验技术.设计组合式动导数天平,轴承组件承载模型轴向和法向气动力,弹性应变梁提供系统恢复力矩,并可根据减缩频率的要求调整系统自由振动频率,有效提高了天平承载能力,拓展了试验频率模拟范围.在中国空气动力研究与发展中心Ф1 m高超声速风洞,利用本系统进行了10°半锥角不同钝度圆锥标模俯仰动导数校测试验,所测俯仰动导数与文献结果最大相对误差在6%以内,验证了试验系统和测试结果具有较好的稳定性与重复性.

变薄拉深工艺中凹模锥角的计算机模拟优化

在分析了变薄拉深工艺应力性质的基础之上 ,应用有限元模拟软件定量的分析了凹模锥角对拉深工艺的影响 ,并给出了凹模锥角的合理范围 ,从而为优化模具设计 ,合理制定工艺提供了可靠的参考依据。

两片罐变薄拉延凹模最佳锥角

用能量法推导出两片罐变薄拉延时材料变形抗力最小的最佳凹模锥角