圆管大直径外翻边孔加工工艺设计与翻边力计算（英文）

针对现有圆管翻边工艺无法加工与圆管直径接近的外翻边孔的缺陷,提出了一种新的加工工艺方法。考虑新工艺的变形特点、加工硬化特性以及变形区的材料厚度的变化情况,推导出针对圆管翻边的翻边力计算公式。Abaqus仿真数据表明:相对于板材翻边力计算公式,本文的翻边力计算公式更加精确。

基于Dynaform数值仿真的圆孔翻边力预测

由于翻边力计算的复杂性,为简化推导过程,现有几种不同理论的计算模型均采用了若干假设条件,致使理论计算结果精度误差仍然较大。鉴于此,提出一种基于Dynaform数值仿真的圆孔翻边力预测新方法,并详细介绍影响翻边力预测精度与效率的几个关键因素的合理确定方法。通过SPCC、St12及T1等冲压材料的翻边试验验证表明,该方法所得翻边力预测曲线精度高,完全能够用于指导翻边工艺实践。

汽车车顶天窗翻边回弹变形控制及影响因素研究

根据汽车车顶天窗翻边成形过程中出现的回弹缺陷,建立天窗翻边模型。通过理论分析和FEM模拟分析了模型应力应变分布特征及翻边回弹的影响因素。采用有限元法研究天窗翻边的回弹,进一步分析了模具几何参数和工艺参数对回弹量的影响,提出了汽车车顶天窗翻边回弹的控制措施。为汽车车顶天窗模具设计提供理论依据。

凸翻边零件的液压橡皮成形有限元模拟与分析

利用有限元技术,对凸翻边钣金零件的高压橡皮成形过程进行模拟分析。通过增加侧压块和加大毛坯的方式,由数值模拟与分析,指出了侧压块有利于凸翻边件的成形,以及摩擦因素和模具与侧压块之间的距离对凸翻边件成形的影响,为有限元在橡皮成形工艺中的应用积累了参考数据,为其工艺设计提供了参考依据。

天窗飞行滚边的工艺研究

文章通过Abaqus有限元仿真对天窗飞行滚边工艺进行了研究。首先,研究了L型滚压包边的成型机理,并对第1道预滚边中对轮压紧和压轮压紧2种滚边方式进行了仿真建模,对比研究了其合理性;其次,研究第2道滚边的TCP-RTP值对包边高度的影响,并根据仿真结果输出第1道滚边和第4道滚边的滚边压力;最后进行了试验验证,将仿真结果与试验结果进行对比。结果表明,对轮压紧的方式更符合实际生产,随着第2道滚边TCP-RTP值的增加,包边高度成单调递增的趋势,所得到的试验结果与仿真结果基本相符,为滚边工艺优化提供了基础。

基于Deform-3D的后桥半轴摆辗新工艺分析

以拖拉机后桥半轴法兰盘一火摆动辗压成形新工艺为研究对象,建立了三维刚粘塑性有限元模型,运用金属成形有限元分析软件Deform-3D对坯料成形过程及工件在加工过程中热能传递和散失进行了模拟分析。通过对工件在各变形阶段应力、应变及应变速率分布的分析,初步探讨了一火摆动辗压的成形规律及在仅加热一次的情况下温度场变化对金属成形效果的影响。温度场模拟结果表明:在法兰盘锻造成形过程中没有出现加工硬化等现象。

压边力对连结法兰盘圆孔翻边成形的影响数值模拟研究

利用Dynaform软件模拟连结法兰盘在圆孔翻边成形过程中起皱、孔口边缘最小厚度以及成形高度随压边力变化的规律。结果显示:按照理论计算的压边力模拟成形时,成形高度较大,起皱严重;增大压边力,没有起皱产生;但是随着压边力的增大,成形高度随之减小,而孔口边缘的最小厚度没有太大变化。

方盒形带凸缘件的板料形状优化设计

本文用大变形刚塑性有限元模拟正方形板料在方冲头拉延下的凸缘变形过程，并以所获得的工件形状与金属流动方向为依据，对初始板料形状进行修正。对修正后的坯料形状进行二次模拟，获得了与给定凸缘形状基本吻合的拉延件形状。文中对不同凸缘圆角对极料优化形状的影响作了计算，讨论了在保证边界轮廓位置不变的条件下网格划分的方法。

新旧杆塔技术规定对刚性法兰设计对比研究

选取输电塔架中常见的157个法兰节点,分别按照新旧杆塔技术规范中刚性法兰的计算方法进行设计,并对比尺寸,分析了新旧规范对法兰板厚度的影响规律。为研究新规范设计方法的合理性,采用ANSYS对20个法兰进行非线性数值模拟,认为新规范在法兰板设计方面较旧规范更为合理。此外,研究中发现法兰中的螺栓处于拉弯受力状态,因此,以1个节点为例,通过改变有限元参数,分析比较了法兰板厚度、肋板厚度、肋板高度对螺栓受力的影响,指出增大法兰板厚度对螺栓受力性能改善最为明显。结合实际设计中螺栓的设计利用率,建议设计时将法兰板厚度计算公式t=5M/f中的系数5调整为6,可增大10%左右的板厚,改善螺栓受力情况,供实际工程应用参考。

柔性法兰节点轴拉承载力试验及盘面变形计算

柔性法兰是一种构造简单、盘面平整的钢管连接节点形式,通过内、外两道环向角焊缝传力。研究了柔性法兰节点轴心受拉承载力特性,以法兰盘厚度为参数,开展柔性法兰轴拉承载力试验研究,考察了柔性法兰盘面变形特点及节点应变发展规律,发现增大法兰盘厚度可使柔性法兰轴拉屈服承载力提高约15%。建立柔性法兰的非线性有限元模型,分析了轴拉作用下柔性法兰的变形特性及法兰盘和内、外角焊缝的应力分布及发展情况。分析结果表明:法兰盘根部内缘张开,外缘顶紧,盘面中部应力最大,与试验结果吻合良好。最后,提出轴心受拉柔性法兰盘面变形计算方法,建议法兰盘根部变形修正系数取1.4,提出的盘面变形计算公式可供柔性法兰设计时参考。

带集磁器结构的板料电磁翻边成形

为了提高小孔翻边效率,提出了带集磁器的电磁翻边成形方法。采用ANSYS软件建立了多物理场耦合有限元模型,分析了集磁器结构对板料磁场力分布和板料翻边变形均匀性的影响规律。研究发现:传统单缝集磁器的缝隙所对应板料电磁力小,最终缝隙对应的板料变形量小,板料整体变形均匀性差。当采用4缝集磁器时,多缝隙使板料电磁力分布均匀性提高。采用有限元软件优化设计了4缝集磁器的短缝尺寸。加工了4缝集磁器结构,并进行了磁脉冲成形实验。模拟结果表明,单缝集磁器板料最大贴模间隙为2.65 mm,而4缝隙的最大贴模间隙为0.22 mm。模拟结果与实验结果的相对误差小于4%。

缝翼滑轨冲点成形关键工艺参数的数值研究

民用飞机型号缝翼滑轨冲点凸缘的成形是飞机制造领域一项亟待解决的技术难题,本文基于Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit两个主分析模块,分别模拟了销轴过盈配合工况下的应力应变分布和手工冲击工况下的凸缘成形质量情况,研究了摩擦因数、销孔过盈量及冲击深度对凸缘成形径向位移量的影响关系及冲击前后拉脱力的变化过程,对工程实际问题的解决具有一定的指导意义。

基于Yoshida材料模型的帽形件回弹仿真分析

以1.2 mm厚HC340/590DP帽形件为研究对象,采用Dynaform冲压仿真和冲压试验相结合的方法,探究了压边力、成形间隙、翻边角度等工艺参数对回弹的影响。结果显示,采用考虑随动硬化的Yoshida材料模型计算的回弹结果与试验测量结果的变化趋势一致,成形、翻边模拟结果精度在75%以上。对于帽形件的回弹,改变成形工艺对回弹量的影响最大,调整成形间隙或翻边角度也有一定影响,但在一定范围内调整压边力对回弹量的影响不大。

钢管塔新型内外法兰节点试验研究与有限元分析

提出了一种适用于钢管塔的新型内外法兰节点连接形式,阐述了该法兰的特点,指出其内外圈螺栓拉力的确定是该法兰节点设计的关键。为考察这种内外法兰节点的受力性能、破坏模式及内外圈螺栓的拉力,以榕江大跨越塔为背景,进行了2个内外塔脚法兰节点的大尺寸缩尺模型静力试验。同时,对试验模型进行了有限元非线性数值分析。试验与有限元分析结果表明:这种法兰节点受力合理,可用于实际工程;榕江大跨越塔新型内外塔脚法兰节点是安全可靠的。最后,结合试验与有限元参数分析结果,建议实际工程中在进行内外法兰节点设计时,当内外圈螺栓规格相同时,其外内圈拉力比值可统一取1.0;当内外圈螺栓规格不同时,建议外内圈螺栓直径相差不宜超过2个级别,其拉力比值可取为1.1。

法兰盘模锻成形力控制的研究

根据花键轴法兰盘锻件的外形结构特点,采用理论分析和有限元模拟相结合的方法,制定了3步模锻成形工艺。法兰盘厚度薄,3个凸耳部位需要较多的金属,成形力的控制是该工艺的难点。采用以下3个措施有效降低了终锻成形力:采用温成形;在预锻工步利用楔形模面合理分配金属,在终锻成形时改善金属的流动性;在法兰中部凸台部位设置余料腔,储存多余的金属。通过数值模拟,证明了模锻工艺的可行性。最后,通过工艺实验,得到了合格锻件。设计的带有楔形法兰的预锻件,不仅解决了预锻聚料问题,而且也有利于终锻成形。

考虑撬力作用影响的法兰连接节点抗弯承载性能参数分析

法兰连接节点在弯矩作用下将产生撬力作用。为得到撬力作用的关键影响参数,针对法兰连接节点的4种基本形式,利用有限元分析软件ANSYS,对法兰连接节点抗弯承载性能进行分析,着重考虑影响节点受拉区域撬力作用的各种因素。分析发现,法兰盘厚度、法兰盘内外径之比、管径与螺栓内边距之比等参数的变化对撬力作用影响较大,为撬力作用的控制因素。建议通过控制这些参数来控制撬力作用的大小。

钢管杆塔柔性法兰受弯承载力试验及焊缝受力

柔性法兰节点通过内外两道角焊缝传力,具有安装快捷、加工简单且省材省时等特点。对柔性法兰进行受弯承载力试验,并对相应法兰进行有限元模拟分析,考察柔性法兰的受弯承载力特性,重点研究柔性法兰内外环向角焊缝的受力机理和分担比例。研究结果表明,纯弯作用下柔性法兰受拉侧外焊缝与主管连接处存在较大应力集中,受拉侧外焊缝为主要的传力焊缝,而内焊缝在保证柔性法兰节点安全稳定的前提下提供第二道传力机构;纯弯受力时柔性法兰受拉侧外焊缝与内焊缝受力分担比例比在3.6以上,设计及加工时应特别注意外焊缝的应力及质量,建议适当减小内焊缝焊脚尺寸至外焊缝的2/3,使法兰焊缝构造更加合理,该研究成果可为柔性法兰及其焊缝设计加工提供参考。