STRESS FIELD ANALYSIS OF EXTRA-HEIGHT FORGING DIE USING FINITE ELEMENT METHOD

ＴｈｅｅｘｔｒａｈｅｉｇｈｔｆｏｒｇｉｎｇｄｉｅｉｎＳｏｕｔｈｅｗｅｓｔＡｌｕｍｉｎｉｕｍＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎＰｌａｎｔｉｓａｓｐｅｃｉａｌｄｉｅｆｏｒｍａｋｉｎｇａｒｍａｍｅｎｔａｎｄｓｐｅｃｉａｌｃｉｖｉｌｐｒｏｄｕｃｔｓｉｎＣｈｉｎａ．Ａ...

NUMERICAL SIMULATION ON FORMING PROCESS OF EAR PORTION OF UPPER CASE

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＵｐｐｅｒｃａｓｅｉｓａｋｅｙｐａｒｔｉｎｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆａｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒ．ＴｈｅｕｐｐｅｒｃａｓｅｆｏｒｇｉｎｇｉｓｓｈｏｗｎｉｎＦｉｇ．１ａｎｄｉｔｓｍａｔｅｒｉａｌｉｓＭＢ１５ｍａｇｎｅｓ...

输电线路耐张线夹模锻压接质量分析及实验研究

采用有限元分析方法构建了架空输电线路钢芯铝绞线和耐张线夹的模锻压接分析模型及压接后服役状态仿真分析模型,对其模锻压接全过程及压接后试样不同工况下服役拉伸过程进行了仿真分析,并采用导线模锻压接实验和拉伸实验对仿真模型进行了验证。基于仿真模型分析了有效压接宽度、压接力等关键压接参数对模锻压接力学性能的影响,获得不同参数下钢芯铝绞线与耐张线夹的破坏模式、最大握紧力及对应的临界压接力。结果表明:模锻压接力较小时,耐张线夹的失效形式为铝绞线从耐张线夹中滑脱,极限握紧力随压接力的增加而增大;随着压接力增大耐张线夹的失效形式逐渐演变为耐张线夹铝管断裂。

基于正交试验法的模锻模具磨损分析及优化

模具磨损是模锻成型过程中模具的主要失效形式,因此如何减小模具磨损量,进一步提高模具的使用寿命,是模锻工艺中急需优化的关键性问题。提出一种模锻成型过程中基于模具磨损的工艺参数优化方法,属于模锻工艺领域,是一种将模锻加工过程中的有限元模拟仿真试验与正交试验设计相结合的工艺参数优化方法。以热模锻工艺为例,在Archard磨损模型的基础上,推导出适用于热模锻模具磨损分析的修正模型,并且对热模锻中模具磨损过程进行基于Deform软件的有限元仿真分析。研究热模锻加工过程中模具工作表面的磨损深度与模锻工艺参数之间的关系,利用正交试验设计将不同的工艺参数进行组合分析,通过较少的仿真试验次数得到适用于热模锻的最优化工艺参数。使用极差分析法进行试验数据处理,推导出对模具磨损影响程度最大的工艺参数,为热模锻工艺中的模具磨损问题提供一种基于正交试验设计的工艺参数优化方法,得到模锻成型过程中使模具磨损量实现最小值的工艺参数最优解。

飞边槽结构形式对模锻成形的影响

开式模锻中飞边槽的形式对锻件成形过程的影响较大。本文通过大型体积成形有限元模拟软件 DEFORM对采用不同形式飞边槽的锻件锻造过程进行了模拟 ,通过比较模拟结果得出不同形式飞边槽对模锻成形的影响 ,并就不同形式飞边槽在开式模锻中对模具型腔的填充性和模锻力的影响进行了详细分析。

基于FEM的热锻模磨损分析与寿命预测

锻模磨损是热锻模失效的主要形式,对热锻模的磨损进行分析显得尤为重要。建立了基于磨损计算的三维有限元模型,对轮毂热模锻成形过程进行热力耦合分析,实现了成形过程的仿真,得到了模具应力分布和模具磨损分布,预测了成形所需的载荷力;根据热锻模具在工作时的模膛磨损分布趋势,对热锻模型腔表面的关键部位的磨损进行观察,并对热锻模具的使用寿命进行了预测。研究结果表明,采用有限元模拟与磨损理论相结合的方式预测热锻模寿命,与实际使用状况相符,可以为实际的热锻模具设计及锻造生产提供参考。

TC18钛合金盘件等温模锻过程有限元模拟及试验

通过热模拟试验建立TC18合金的Arrhenius型本构关系,采用有限元模拟方法系统研究变形温度、变形速率和摩擦因数等因素对TC18缩比盘件等温模锻过程的影响,从而得到该合金较合理的模锻工艺条件,并用于指导具体试验。结果表明:变形温度840℃、变形速率0.1 mm/s、摩擦因数0.03为该合金较合理的等温模锻变形条件;在有限元模拟工艺的指导下成功锻造出该合金盘件,并验证有限元模拟结果的正确性;同时,为其他钛合金复杂件的等温模锻工艺提供数值依据与技术指导。

基于响应面法的7050铝合金筋板类锻件热模锻成形工艺优化

针对某铝合金航空锻件热锻成形中出现的充填不满、流线穿流、变形不均匀等缺陷问题,以x_1(坯料高宽比)、x_2(坯料温度)、x_3(成形速度)、x_4(摩擦因数)为优化变量,采用响应面法结合有限元数值模拟对锻件成形多目标工艺参数优化进行研究。根据试验设计结果分别建立3个目标函数的二阶分析模型,得到的回归模型预测精度较高,能较好地描述3个目标函数关于设计变量的响应。通过分析建立的响应面3D和2D优化图,采用MATLAB软件对试验参数进行进一步的优化。研究结果表明:锻件成形最优工艺参数如下:x_1为1.3、x_2为450℃、x_3为6 mm/s、x_4为0.3。将优化后的最优工艺参数应用到后续的实际生产验证,锻件成形缺陷得到有效消除,证明该优化方法有效。

圆盘锻件纯形状锻造模具优化设计

在讨论圆盘锻件模具设计现状的基础上， 提出了一种金属成形过程的有限元灵敏度分析方法和以此为基础的模具形状优化设计方法。对圆盘件锻造过程进行了灵敏度分析和模具形状优化设计。结果表明， 采用优化设计的预锻模具， 可得到侧面无鼓形的纯形状圆盘锻件， 并且预锻模具形状光滑、简单、便于加工和锻造生产。为圆盘锻件的纯形状锻造模具设计提供了一种定量分析方法。

多金属热锻模材料设计

为了提高热锻模寿命,采用有限元方法分析了热锻模连续工作状态下的温度场和应力场。根据温度场的分布将热锻模分为温度波动区、温度平衡区和散热区3个区,模具失效主要发生在温度波动区;根据应力场得出热应力是热锻模失效的最根本的原因。分析了降低热负荷的方法和途径,提出多金属热锻模设计方法。

基于有限元法优化离合器毂体壳模锻工艺

离合器毂体壳是一带有内外台阶深筒件,锻造成形难度大。依据深筒件的几何特征,利用轴对称有限元模拟分析方法对其锻造成形过程进行了模拟,证明了利用开式模锻成形时,在深筒部位充不满;提出先锻造预制坯来合理分布终锻模膛中坯料金属,然后再开式模锻的成形方案;分析了在成形过程中预制坯形状和倾斜角度是产生充不满和折叠的原因;通过分析,得出了在终锻成形过程中不会产生折叠和充不满的预制坯的形状及角度范围,其范围是11.3°～20.5°和32.9°～45.0°。其结果为优化工艺设计,缩短产品试制周期,生产出合格质量的锻件提供了科学依据。

连杆热模锻过程有限元分析及锻模寿命预测

建立了连杆热模锻过程有限元分析二维模型 ,计算了热机械耦合结果。分析了变形过程、温度变化、应力应变情况 。

用于表面强化模具应力分析的有限元新方法

表面强化模具在锻压行业中占有重要地位。由于模具表面层与基体材料的机械性能有明显的差异，忽略表面层进行的模具强度分析将产生不可忽视的误差。但是，如果考虑表面层，常规有限元法由于结构平衡方程病态而导致数值上的困难。本文提出的相对位移有限元方法有效地解决了这一问题。文中对表面强化的挤压凹模进行了应力分析，三维光弹实验结果表明此方法计算精度较好。

制动梁架整体成形工艺开发与技术实现

为满足铁路货车运输对新型制动梁架产品性能的要求，在分析了制动梁架产品结构特点的基础上，提出了采用“模锻一拉制”工艺成形制动梁架的新方法。对不同设计参数下制动梁架模锻预成形过程和拉制成形过程进行有限元模拟，获得了制动梁架预成形模的优化截面形状，发现金属局部“回流”是拉制过程中产生缩颈缺陷的主要原因，并据此确定拉制成形的最佳速度范围为87～96mm／s。生产试制及产品检验表明，采用“模锻-拉制”工艺成形整体结构的新型制动梁架是可行的。

自由锻工艺的有限元数值模拟程序及应用

本文在刚塑性有限元法的基础上编制了传热与变形偶合数值模拟程序,并分析了室溫下圆柱体镦粗时的温度场变化,理论分析与实验结果基本一致。

热管式热锻模具的结构设计与研究

提出了一种内置热管式热锻模具结构,建立了结构模型温度场的计算方法,并对给出的结构模型进行了温度场的分析。研究结果表明:采用内置热管结构可以有效地对热锻模具进行热传导,靠近热管处的各节点温度均有较大的下降,从而明显降低热锻模具的热负荷,延长模具的使用寿命。

机匣体多向模锻的热力耦合数值模拟

机匣体是枪械上的一个关键零件,其质量对枪械的整体性能有着非常重要的影响。机匣体的材料为LC4超硬铝合金,该合金的塑性差,变形流动阻力大,且具有速度敏感性。对机匣体锻件的结构特点及相对尺寸关系进行了分析,指出多向模锻是成形该锻件的优选工艺方案。制定了多向模锻工艺方案,设计了辊锻毛坯和多向模锻模具,并采用DEFORM-3D对终锻成形过程进行了数值模拟,分析了变形过程及温度场的变化规律。根据模拟结果进行了工艺试验,最后得到了合格的样件。证明了采用该工艺方案可以很好地保证成形温度,提高材料塑性,解决其成形困难的问题,同时也证明数值模拟的正确性。

对击锤上GH4169合金盘件锻造过程数值模拟

根据能量守恒定律,开发了针对1MJ对击锤打击成形的有限元计算模块。将开发的计算模块引入商品化有限元软件,完成了GH4169合金盘件的锻造过程数值模拟,并进行了相关实验验证。最后,对比分析了对击锤和液压机模锻盘件内热力参数分布情况。结果表明,所开发的对击锤打击计算模块的计算结果与试验结果相当符合,为合理制定对击锤上盘件模锻工艺和分析锻件缺陷提供了技术支持。

基于数值模拟的机匣锻模堆焊再制造分析

采用Deform-3D有限元分析软件模拟了机匣锻件成形过程,研究了机匣锻模的温度及应力分布,分析了成形过程中模具出现的压塌和开裂等缺陷,提出了双金属梯度堆焊修复模具的方法。结果表明:有限元模拟结果与实际较为相符;上模最大温度与最大应力均在中间过渡圆角区,最高温度为678℃,最大等效应力为1830 MPa;模具表面及以下20 mm内的区域,应力较大,温度较高,应在此区域采用双金属堆焊的方法修复模具。

关于锻压模具设计实践教学改革及创新

分析了目前锻压专业实践教学中存在的问题,提出了基于模具实验室、模具设计、结合有限元数值模拟方法建立模具设计理论与实践结合的新教学模式。