Prediction of effects of punch shapes on tableting failure by using a multi-functional single-punch tablet press

We previously determined 'Tableting properties' by using a multi-functional single-punch tablet press(GTP-1). We proposed plotting 'Compactability' on the x-axis against'Manufacturability' on the y-axis to allow visual evaluation of 'Tableting properties'. Various types of tableting failure occur in commercial drug production and are influenced by the amount of lubricant used and the shape of the punch. We used the GTP-1 to measure'Tableting properties' with different amounts of lubricant and compared the results with those of tableting on a commercial rotary tableting machine. Tablets compressed with a small amount of lubricant showed bad 'Manufacturability', leading to sticking of powder on punches.We also tested various punch shapes. The GTP-1 correctly predicted the actual tableting results for all punch shapes. With punches that were more likely to cause tableting failure, our system predicted the effects of lubricant quantity in the tablet formulation and the occurrence of sticking in the rotary tableting machine.

热冲压成形模具冷却系统临界水流速度研究

为保证热冲压过程中模具具有良好散热效果,优化超高强度钢板热冲压成形模具冷却系统设计,提出热成形模具冷却系统中的临界水流速度。采用解析法建立热冲压模具冷却系统中模具与支撑柱及水流传热模型,获得临界水速的解析公式;通过计算机数值模拟的方法,分析了冷却水流速度对模具向支撑柱和向水流传热的热流密度的影响,验证了临界水速的存在性,继而探索了临界水速下支撑柱半径对模具散热量的影响。结果表明,热冲压模具冷却系统中,水流速度达到临界水速时,模具冷却系统中支撑柱尺寸及有无支撑柱均不影响模具总散热量,即冷却系统中水流速度为临界水速时,模具设计可不考虑支撑柱尺寸的影响,从而给优化热冲压模具冷却系统设计提供了理论支持。

勺匙式玉米精量取种器的设计与试验

为实现玉米精量播种,设计了一种适用于穴播轮的新型勺匙式取种器。在确定了取种器关键参数后,对其工作原理和过程作了分析,得出了影响勺匙式取种器性能主要因素和临界条件。以导种管弯角、容种高度和机组行走速度为因素,以单粒率、空穴率为指标进行了正交试验,通过试验数据分析可知,使勺匙式取种器性能最佳的参数组合是:导种管弯角90°、容种高度为穴播轮半径的2/3、速度0.86m/s。试验结果表明,勺匙式取种器满足玉米精量播种的要求。

基于响应面法的台阶式凸模冲裁工艺参数优化

采用台阶式凸模冲裁,可有效提高6061铝合金板的冲裁断面质量。为建立冲裁速度、冲裁间隙、凸模圆角半径、凸台高度、凸台宽度对光洁率和塌角率的影响模型,通过2水平析因试验设计和有限元仿真相结合的方法对设计变量进行显著性筛选,对筛选后的设计变量采用Box-Behnken试验设计和有限元仿真,建立光洁率和塌角率的响应面模型,并进行方差分析,结合遗传算法对响应面模型进行修正,求解上述模型确定最佳的工艺参数并进行仿真验证。修正后响应面模型的预测值与试验结果误差较小,为工艺参数的确定提供了有效的方法。

冲头尺寸对多点拉形效果影响的数值模拟

对典型件的多点拉形过程进行了系统的数值模拟研究,分析了其表面精度和形状误差。结果表明,冲头尺寸越小,零件表面质量越好。不同材料的成形件形状误差分布基本相似。目标形状的曲率越大,成形件的形状误差越大。成形误差随着冲头尺寸的变小而减小,当冲头尺寸比较大时,误差减小的速度较快,而当冲头尺寸小于一定值以后,误差减小的速度逐渐变缓。

凸模直径以及试件形状对成形极限图的影响

成形极限图(FLD)反映了板料在各种应变路径下的应变极限,是综合衡量板料成形性能的一个重要指标。在用半球形凸模进行试验时发现,所用凸模直径和试件形状的不同对FLD有影响。采用两种不同直径的凸模和两组不同形状的试件进行了试验,获得了4种情况下的FLD,对比分析了凸模大小和试件形状对试验结果的影响。结果表明:采用直径较大的凸模得出的FLD低于采用小直径的凸模得到的FLD,试件形状对于FLD的左半部影响较大,中间带圆弧形的试件得出的FLD左半部低于中间部分平行的试件得到的FLD,试件形状对右半部FLD没有影响。

反挤压凸模形状对挤压成形工艺的影响

通过数值模拟分析,比较了不同形状反挤压凸模对挤压过程中金属流动、挤压力以及凸模温升等方面的影响,进而得出凸模形状对反挤压成形工艺的影响,为挤压凸模及挤压件形状的优化设计提供一定的参考依据。

钢管高速冲裁机构刀具动态仿真与工艺优化

目的优化横向拉刀的切削深度和纵向切刀的刀片刃口轮廓曲线,减小钢管切口的变形,减少毛刺的产生,提高剪切质量.方法理论分析纵向切刀刀片刃口轮廓曲线对剪切过程中管料受力方向的影响,并应用金属成形有限元软件进行动态有限元模拟;根据刀片理论轮廓曲线刀尖细而长的现象,采用两次剪切的剪切方式,并对横向拉刀的切削深度对纵向切刀刺破管壁时的受力影响进行动态有限元模拟.结果纵向切刀的刀片刃口轮廓曲线形状是影响剪切区域内材料的受力方向和剪切质量的主要因素,通过建立三维模型、合理设置边界条件、进行剪切过程的动态有限元模拟,得到相关的模拟数据.结论横向切刀的合理切削深度为管壁厚的50%～75%;曲线切刀有利于实现切削外翻,减小了钢管切口变形,减少了撕裂现象的产生以及毛刺的产生,提高了剪切质量.

柱截面形状对板柱节点受冲切性能影响的试验研究

我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)的板柱节点受冲切承载力计算公式考虑了柱截面形状的影响,但相关的试验研究十分有限,机理尚不明确。为研究柱截面形状及纵筋配筋率对板柱节点受冲切性能的影响,完成了10个轴心荷载作用下的板柱节点冲切破坏试验。试验变量为柱截面形状(包括圆形、六边形、方形和矩形截面)以及纵筋配筋率。通过试验获取了荷载-挠度曲线、破坏形态、钢筋和混凝土的应变分布。采用专门设计制作的应变测杆,得到了板柱节点内部裂缝发展过程。结合试验结果和已有试验数据进行分析,结果表明:柱截面形状对受冲切承载力的不利影响的根本原因是冲切截面计算周长与板截面有效高度的比值增大导致的应力集中现象;现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)假定的冲切锥面倾角以及圆柱板柱节点的受冲切承载力计算方法存在不合理之处;板内斜裂缝首先在靠近柱头的中上部区域形成,冲切破坏呈现剪切劈裂的特点。

硬性结构面表面起伏形态测量及其尺寸效应研究

结构面表面形态与其力学性质密切相关,对结构面表面形态进行精细测量是研究结构面变形和强度等力学机理的基础。在分析国内外结构面测量仪器优缺点基础上,利用自主研制的新型便携式测量仪器———接触打孔器对硬性结构面进行机械化精细测量,应用效果表明:由接触打孔器获得的结构面粗糙度JRC值与结构面表面实际的JRC值十分接近。在此基础上,对硬性结构面进行尺寸效应分析,获得了结构面表面JRC值的统计方差随测量长度逐渐衰减的规律,并且计算分析了粗糙度对结构面剪切强度影响的极限长度,最后通过强风化粉砂岩节理、新鲜砂岩层面、泥岩层面进行了分析。结果表明,对于研究区强风化粉砂岩构造节理,当取样长度大于50cm时,可以消除剪切方向上起伏粗糙度尺寸效应;对于平直新鲜泥岩层面、平直的新鲜砂岩层面,当取样长度大于5cm时,可以消除剪切方向上起伏粗糙度尺寸效应。

马鞍形板件冲压成形新工艺

曲面板件在冲压成形时常常发生起皱现象。从曲面板件的几种冲压成形方法出发,讨论了各自的特点,提出了一种新型的曲面板件冲压成形技术,其为多点压板成形冲压工艺与杆系柔性成形模具。杆系柔性成形模具由可重构的杆系组成,若干个可更换的冲压头构成模具冲压型面;冲压过程中模具对板料实施压边、压板与成形,板面压板力提升了板料的抗失稳能力,保证复杂曲面板件的顺利成形。

大瓣片高强钢球壳板冲压成形应力测试与分析

为对大瓣片高强钢球罐壳板成形过程进行应力测试与分析,在分析壳板成形工艺特点和力学特征的基础上,提出了在板材上附加随动测试架的测试方法,该测试架可随板材运动,实现对传感元件的保护,保证测试信号的输出,同时不干扰壳板的工艺条件,实现了准确测定冲压加工过程中特定状态下板壳内的应力分布及变化规律的目的。测试表明,压力加工过程中,当模具完全冲压到位时,在模具中心区域出现最大拉伸应变,应力值也最大,而卸载后该区反而出现了很小的压应力,这对容器的安全是有利的。因此在压制过程中只要控制冲压变形量,使得中间部位应力值小于材料的强度极限,就可保证板材不发生工艺性破裂,而且成形完成后该区也无不利的力学因素。

杯形件温挤成形凸模润滑方式的研究

针对杯形件温挤生产中挤压凸模寿命过低这一问题 ,从分析导致该问题的主要因素入手 ,对现行工艺中挤压凸模的润滑方式进行了改进 ,并对改进方式进行了计算机模拟分析和实验验证。结果表明 :采用改进润滑方式后 ,挤压力约降低 30 % ,挤压凸模的温升下降 15 %左右 ,从而有效地改善了凸模的工作条件 。

非对称异型面剪力墙与筒体下的厚承台受力性能研究

进行非对称异型面剪力墙与筒体下的厚承台试验、有限元与理论研究;描述该种承台从弯曲到过渡直至冲切三个阶段的破坏情况,指出其为以冲切为主的弯冲破坏;阐述该种承台存在空间桁架传力机理;给出斜压杆端横截面面积的完整计算方法,并经承载力计算分析和试验结果的验证,证明其合理性;说明构建空间桁架传力体系的具体原则与方法;表明该种承台破坏属性中的应力集中现象及其不经济性。所得结论可对工程设计提供帮助。

插口座冲槽模结构设计

插口座上L形槽是机械中可以实现快装快卸的一种常用连接方式,这种L形槽的加工可以采用铣削加工的方法,也可以采用冲裁加工的方法。铣削加工的方法质量低、废品率大、易变性和生产效率低而逐渐被淘汰。而冲裁加工具有加工质量稳定、尺寸一致好和生产效率高等优点,并将取代铣削加工。

成型密封圈内分瓣模结构设计

为成型"Ω"形的异形密封圈,设计了内分瓣的模具结构,凹模采用整体结构,型腔内的凸模是分瓣结构,通过定位芯轴支撑组合凸模。模具投入生产后,生产的密封圈满足使用要求,已成功运用在多种型号的飞机上。

输送链附板结构、加工工艺与模具结构优化设计

分析了自动生产流水线输送链上U形附板的结构特点,对其结构、冲压加工工艺进行改进,介绍了改进后弯曲模具结构特点及设计。实践证明改进后产品质量稳定,满足客户要求,大大提高了生产效率,降低了生产成本。

汽车A柱支撑板级进模设计

汽车A柱支撑板级进模设计时,通过对其冲压成形工艺进行研究,运用Autoform软件确定零件的成形工艺方案,设计出10工位排样图.然后,通过考虑冲压质量、工艺要求及生产效率等因素,并依据排样图及对成熟级进模总体结构的研究,选择了合理的模具结构类型,依据所选择的结构类型,运用三维造型CAD软件UG,设计了一套能够完成10工序的汽车A柱支撑板级进模.最后,对模具组装和调试后,进行了实冲,所冲制件符合三维坐标检测仪的检测要求,在模具投产后通过适当的维护,能够适应批量生产要求.

空调离合器带轮腰形孔成形模设计及有限元分析

分析了小孔冲孔的工艺特点,考虑了冲头可能的失效形式。根据空调离合器带轮腰形孔的特征,分析并设计了腰形孔成形模。基于Deform-3D软件建立了冲孔有限元模型,分析了成形过程工件上的等效应力分布以及载荷曲线,并对冲头进行了承载分析。生产试验表明,模具结构合理,能加工出合格的产品,满足了批量生产的要求。

无粘结预应力混凝土平板-T形柱节点冲切性能试验研究

针对平板异形柱节点冲切试验很少以及现行规范没有明确规定的情况,进行了5个无粘结预应力混凝土平板T形柱节点试件和1个钢筋混凝土平板T形柱节点试件的冲切性能对比试验.阐述了无粘结预应力混凝土平板T形柱节点的冲切受力性能和破坏特征,研究了无粘结预应力钢筋应力变化特点以及抗冲切箍筋、板暗梁面筋的应力变化特点,并将其受力性能与具有相同板厚和相同板面平均配筋率的钢筋混凝土平板T形柱节点进行了对比,探讨了施加预压应力对平板异形柱节点冲切受力性能的影响.试验结果表明,与相应的钢筋混凝土平板T形柱节点试件相比,施加一定预压应力的试件具有相当的延性和较好的抗冲切受力性能;增加预压应力可提高节点的冲切承载力.最后采用ACI318—02,Eurocode2和GB50010—2002所推荐的计算公式对上述节点的冲切承载力进行了验算,提出规范公式均适用于计算平板异形柱节点冲切承载力的设计建议.