考虑温度影响的金属钣冲压成形实验与数值仿真研究

汽车用IF钢(无间隙原子钢)具有优秀的冲压性能和塑性变形能力,但随着冲压成形速度加快,板料会产生塑性变形,同时板料与模具摩擦会产生热量,当温度攀升至200℃以上,时,板料的力学性能明显下降,导致冲压产品的质量降低。为深入探究此现象,文章设计并实施摩擦实验和拉伸实验,系统分析冲压速度、法向压力、滑动速度、应变率及温升等关键工艺参数对冲压成形工艺稳定性的影响规律,并基于实验数据,建立了热力耦合分析模型和摩擦热耦合分析模型,通过有限元仿真软件,进一步模拟并揭示冲压关键参数对冲压零件成形质量的具体影响规律。研究成果可为汽车冲压工艺的设计与优化提供重要的理论依据与实践参考,有助于提升冲压件的生产效率与成品质量。

汽车制造连续高速冲压模具高效散热数值模拟研究

针对汽车钣金冲压制造工艺中金属件与模具连续累积热效应影响产品性能和冲压质量的关键问题,文章进行了连续高速冲压模具高效散热数值模拟研究,建立了流-热耦合三维矩形通道流动传热数值模型,并分析了无量纲压差/压损、无量纲湍动能及表面传热系数等动态参数随无量纲长度变化的规律。结果显示,最高温度点出现在模具与板料界面且靠近中轴线处,最高热点温度达到309 K;局部表面传热系数沿流向先升后降,在无量纲长度为3左右时达到峰值2700 W/(m2K),并且湍动能扰动越剧烈,换热强度越大。研究证实了主动冷却的高效性。

激波风洞两级入轨飞行器纵向级间分离试验技术

高超声速多体分离问题是航天多体飞行器研发中的关键技术问题,基于分离过程中高速流动的复杂性,对高速多体分离的风洞试验研究极具挑战性,特别是激波风洞分离试验。激波风洞具有高速、高焓试验气流特点,更准确评估高超声速分离气动力/热特性,但是其有效试验时间短(ms量级),进行主动式动态级间分离试验极其困难。提出一种应用于激波风洞主动式多体分离试验的高速气动发射系统(HPELS),使得模型在短试验时间内完成主动分离测试,详细介绍了HPELS延迟时间、模型分离时间等精确的时间标定及时序控制方法。针对分离过程中模型的运动轨迹及气动力参数的高性能评估,发展了基于纹影图像的非接触式分离运动轨迹捕获及气动力参数测量技术。两级入轨(TSTO)飞行器的安全级间分离是典型的高速多体分离问题,设计了并联式TSTO飞行器并针对作者提出的纵向分离方案,在JF-12复现飞行条件激波风洞验证了高速动态多体分离试验技术应用的有效性,同时首次在激波风洞对TSTO纵向分离方案进行了原理性验证。初步对比结果显示,试验结果与数值计算结果具有良好的一致性。