11Cr17高碳马氏体不锈钢热变形行为研究

采用Gleeble-3800型热模拟试验机对11Cr17高碳马氏体不锈钢在800～1100℃、应变速率为0.01～5s^-1、变形程度为0.5形变条件下的热压缩变形行为进行研究。试验得到了该种材料的真应力-真应变曲线,计算了该材料的应力指数n及变形激活能Q等热力学参数。通过拟合试验数据得到了能够较好描述该高碳马氏体不锈钢变形特点的双曲正弦形式热变形本构方程。

气动控制单元支架背压成形工艺研究及数值模拟分析

目的背压成形工艺是一种能够控制材料塑性流动的流动控制技术,研究背压工艺在气动控制单元支架零件成形中的可行性。方法针对支架零件特殊结构设计工艺方案,结合有限元数值模拟技术,利用DEFORM-3D软件,模拟分析了支架零件的背压成形过程,获得了成形过程中的等效应力分布状态及成形载荷的变化情况。结果通过模拟结果及工艺试验结果显示,零件下端薄壁状支脚充填效果较好,两端高度一致,端面平整。结论验证了背压工艺在支架零件成形中的可行性。

11Cr17涡轮增压器齿头装配开裂分析和工艺改进

针对11Cr17涡轮增压器齿头与轴杆在冷过盈装配过程中的开裂问题进行了分析,借助电感耦合等离子体光谱仪、X射线能谱分析仪、场发射扫描电子显微镜和洛氏硬度计等观察和检测了开裂齿头的化学成分、断口宏微观形貌、微观金相组织和硬度,结合流线实验和Deform软件分析了锻造时流线的形成过程。结果表明,材料的化学成分和金相组织符合要求,但在断口表面有炉渣类夹杂物呈现流线状分布。结合锻造流线实验结果发现,表面炉渣类夹杂物的分布形貌与锻造流线形貌一致。通过有限元分析揭示了齿头锻造过程中锻造流线的形成过程,难变形的炉渣类夹杂物受锻造应变力而沿着锻造流线分布,破坏了基体的连续性。齿头的锻造流线良好,但是销孔经过机加工后,流线的连续性被破坏,流线和夹杂物出现在销孔机加工表面,导致齿头冷过盈装配时的脆性断裂。最后,基于齿头装配开裂的原因,设计了齿头与轴杆一体式锻造方案来代替机加工后冷过盈装配的方案,以确保齿头和轴杆连接处基体组织的连续性,避免内部缺陷暴露。

基于神经网络-遗传算法的泵体零件热锻模具磨损与应力分析

基于Archard磨损模型和BP神经网络-遗传算法,采用有限元模拟研究泵体零件锻造过程中工艺参数对模具的磨损深度及最大应力的影响规律。首先,选取锻造温度、预热温度、摩擦因数、硬度和下压速度进行5因素5水平正交试验,借助灰色关联的分析确定关键影响因子,即锻造温度和摩擦因数。然后,采用拉丁超立方抽样法对关键影响因子随机取样,并采用DEFORM软件进行模拟,再将锻造温度和摩擦因数作为输入,将磨损深度和最大应力作为输出,构建2×12×2的神经网络-遗传算法优化模型,确定最优锻造温度为481.6℃、摩擦因数为0.38,此时最小磨损深度为1.44×10^(-5) mm、最大应力为1362 MPa。最后,通过实际生产进行验证,得到磨损深度和最大应力的模拟值与预测值吻合,相对误差仅为0.7%和4.0%,主要磨损区域和应力分布情况与实际生产基本吻合,验证了优化模型的可行性。

基于响应面法的机动车尾气后处理系统铝泵体的精锻工艺优化

针对机动车尾气后处理系统铝泵体精锻过程中出现的锻件凸台充填不完整、模具易开裂和飞边废料多等问题,建立了以锻件凸台端面充填率、终锻力比率和材料利用率为优化目标,以模具预热温度、坯料长度、坯料加热温度和飞边桥部高度为设计变量的二次多项式响应面模型。然后结合响应面法与差分进化算法对锻造参数进行优化,得到的最优锻造参数为:模具预热温度为350℃,坯料长度为83. 27 mm,坯料加热温度为490℃和飞边桥部高度为1. 15 mm。最后,采用最优锻造参数进行实际生产,生产出的锻件充填完整,提高了模具寿命和材料利用率。

基于响应面法的游艇转向臂锻造工艺优化

针对游艇转向机构中某转向臂在实际生产中出现的充不满的缺陷,设计了以模具预热温度、始锻温度、镦粗台孔深、镦粗下压量、压扁厚度为设计变量,以锻件充形率、终锻力为目标函数的混合水平正交表,通过对正交试验结果进行灰色关联处理,并进行极差分析,得知镦粗下压量、镦粗台孔深对目标函数影响显著。为了得到更优的工艺参数,在正交试验的基础上结合中心复合试验进行再优化,建立了以镦粗下压量、镦粗台孔深为自变量,以锻件充形率和终锻力为因变量的二阶响应面模型,从而得到了该产品的最优工艺参数。经过生产验证,优化后的工艺参数能在较低的成形载荷下锻造出合格的产品,并且消除了充不满的缺陷。

RV减速器输出盘锻造工艺研究及数值模拟分析

针对RV减速器输出盘锻件在首次试生产过程出现的模具无法闭合以及6个小凸台充填不足的缺陷,制定了镦粗-预锻-终锻的成形工艺。以锻件上6个小凸台充填完全为切入点进行了第1次预锻模膛设计,在试生产过程中虽然锻件基本充足,但是出现了折叠的缺陷。运用有限元模拟软件DEFORM-3D对试生产过程进行数值分析。结果表明,由于预锻件的设计不合理导致金属流动速度不均匀,多股材料相汇合,从而产生折叠的缺陷。因此,根据折叠产生的原因重新设计了预锻模膛,并进行了有限元模拟验证,结果显示金属流动合理,材料之间的流动汇合基本消失,最终得到了合格的锻件。