带法兰盘的阶梯轴冷镦挤成形工艺研究

为了研究法兰盘阶梯轴零件成形过程,确定其合理的工艺方案,课题组运用Deform 3D软件对带法兰盘阶梯轴零件镦挤过程进行数值模拟。通过模拟结果对初定工艺方案进行分析,确定了3步成形工艺,并对该工艺进行改进。基于正交试验对改进工艺进行优化,综合模具载荷、折叠角大小和分布及应力分布等因素,确定了最佳的工艺方案。结果表明：采用3步成形工艺时,对法兰盘进行2步镦粗成形,即采用挤压法兰盘1次镦粗 法兰盘2次镦粗成形工艺,该工艺可有效降低模具载荷、折叠角的角度和面积及零件应力;且当压力机工作速度为5 mm/s,法兰盘拐角处模具圆角半径为5 mm,摩擦因数为0.05时,工件成形质量较优。通过实际生产获得了表面质量良好的法兰盘阶梯轴零件。     

关于圆筒形件拉深成形极限的研究

本文通过分析拉深过程中圆筒形件凸缘部分的应力应变分布情况,推导出了筒形件拉深成形极限的预测式,通过与国外提出的三种预测式的对比和五种板材的室温拉深成形实验,验证了该预测式的正确性。结果表明：本文提出的圆筒形件拉深成形极限的预测式计算量小,精确度高,相对误差小于5％,能够较准确地预测板材的拉深成形极限。     

基于灰色统计方法的筒形件拉深缺陷分析与对策

本文基于灰色统计方法综合计算处理了多位冲压领域专家的意见,根据计算结果对筒形件拉深缺陷的解决方法按照重要程度排序,得出了一个制品缺陷与主要解决方法的对应顺序表,从而为筒形件拉深加工中克服缺陷的产生提供参考依据.     

工艺参数对拉深件壁厚变化的影响研究

以高强钢车轮轮辐拉深成形为研究对象,以数值模拟方法为主要手段,分析研究了工艺参数对拉深件壁厚变化的影响。基于板料拉深成形有限元理论,建立了ABAQUS数值模拟分析模型,并系统模拟了高强钢车轮轮辐拉深成形过程。通过改变拉深成形工艺参数,模拟研究了模具间隙、摩擦因数、压边力与压边间隙等工艺参数对拉深件壁厚减薄情况的影响。研究结果表明:在一定范围内,增加模具间隙使拉深件的最大、最小壁厚都呈现先升后降的趋势。     

基于响应面模型和灰色关联度的板料成形工艺参数优化

以非线性有限元分析软件Dynaform为平台,基于二阶响应曲面法和灰色关联度,对非标准盒制件冲压成形工艺 参数寻优。首先,利用正交试验法获取不同因素的不同组合下的减薄率数值;再采用灰色关联度理论,找到对该盒形件 最大减薄率起主要影响的2个因素即等效拉延阻力和压边力;基于响应曲面模型,利用Design Exper软件,结合中心复合 设计法( CCD)建立优化目标和主要影响因素的二次回归模型;据成形极限图(FLD)的曲线设置板料的目标函数,可求得 等效拉延阻力和压边力的最优解。通过对比优化前后的数值模拟结果可知,优化后的冲压参数可以有效提高板料成形 性能和质量。     

基于数值模拟的汽车差速器齿轮冷挤压工艺方案

针对汽车差速器齿轮冷挤压成形缺陷问题,应用有限元软件Deform-3D再现其挤压过程,通过观察金属的流动情况,分析了齿形缺陷产生的原因,提出了模具齿形型腔小端轴向分流挤压成形工艺。数值模拟结果显示:采用该冷挤压成形工艺可以避免齿顶"缺肉"的问题。研究了凸模球面直径、入模半角、分流口台阶厚度对齿轮成形的影响规律,获得了最优工艺参数。工艺试验结果证明:轴向分流挤压成形方案及优化后的工艺参数能有效降低成形力,节省材料,提高成形质量。     

某汽车翼子板模具工艺设计

为了降低制造成本,确保覆盖件品质,以某汽车覆盖件的翼子板为研究对象,根据其翼子板的形状特征并结合生产实际,制定较合理的工艺方案。利用Auto Form软件进行成形性模拟,验证成形模的工艺造型及工艺方案的可行性,并优化加工型面,减少制造周期及确保产品外观面品质。研究结果表明:通过采用合理的模具工艺方案及优化加工数据,能有效地控制覆盖件的缺陷,缩短制造周期,降低制造成本,提高材料利用率。该模具工艺设计对覆盖件的实际设计体系具有重要的指导作用。     

基于道路载荷谱的城市公交车辆传动耐久性试验方法

城市公交车辆行驶路线相对固定,道路载荷重复性高。为了更精确地评估城市公交车辆传动耐久性,提出了基于用户载荷谱的新型测试方法。首先,采集某时段的城市公交车辆在行驶过程中的变速器输出轴道路载荷谱,结合行驶挡位,将道路载荷分解到变速器输入轴,计算其行驶里程中其各挡位的输入轴载荷分布情况,细化到不同载荷等级区间,并计算频次。其次,采用等效损伤理论,将不同等级的载荷等效至最大损伤载荷并折算加载循环次数。最后,根据设计行驶里程与实际道路载荷谱行驶里程,外推最大损伤载荷下的循环加载次数,提出关联用户道路载荷的变速器耐久性试验方法。研究结果表明:在变速器耐久性试验中,通过该方法得到了城市公交车辆常用行驶挡位的可靠性试验循环加载次数,同时更准确地测试了城市公交车辆变速器的耐久性。     

基于ABAQUS的CCF300碳纤维层合板低速冲击破坏数值模拟

为了更有效预测国产碳纤维增强材料在冲击载荷下的损伤情况,以国产碳纤维（CCF300）/环氧树脂（5228）复合材料层合板为对象,利用专业有限元仿真软件ABAQUS进行冲击破坏性能数值模拟研究。采用复合材料渐进损伤法,建立CCF300碳纤维层合板在低速冲击载荷下的损伤和变形三维有限元模型。通过三维实体单元模拟层合板,利用内聚力接触模拟单层板间的接触,从而模拟层合板层内和层间的不同失效模式。使用FORTRAN语言编写ABAQUS材料用户子程序VUMAT实现模拟,程序中包含本构方程的求解、损伤准则对单元失效的判定和损伤单元参数退化3部分,材料的单元失效是通过引入状态损伤变量来判断。仿真模型可通过调用子程序来模拟复合材料的纤维拉伸、压缩失效、基体开裂、挤压失效4种层内损伤,同时ABAQUS本身可以模拟材料分层损伤。通过仿真得到了材料的最大冲击破坏载荷和损伤模式的效果图。     

筒形磁力耦合旋盖头

设计了一种用于饮料旋盖机的筒形磁力耦合旋盖头。根据瓶装饮料对旋盖头扭矩的要求,磁耦合件采用筒形结构设计,扭矩可线性调节,并对磁力耦合件扭矩进行了数值计算,并对旋盖头进行了性能试验和验证。实际应用的结果表明,所设计的筒形磁力耦合旋盖头在主要部件结构设计和总体性能方面基本满足设计要求,具有一定的适用性和工程实用价值。     

AZ91D合金的挤压铸造工艺及性能

采用直接挤压铸造成形工艺,研究了挤压铸造工艺参数和热处理对AZ91D合金力学性能的影响.研究结果表明:①在浇注温度、挤压压力和保压时间三个工艺参数中,浇注温度对AZ91D合金的影响最大,其次是挤压压力,保压时间的影响最小;②固溶处理在提高AZ91D合金的抗拉强度和硬度的同时提高其延伸率,而固溶时效处理会提高合金的抗拉强度和硬度,但降低其延伸率.     

纯铝等通道转角挤压过程数值模拟

等通道转角挤压(Equal-Channel Angular Pressing,ECAP)是一种利用纯剪切变形获得块状超细晶材料的方法.本文利用非线性有限元软件MSC.Marc对纯铝的ECAP变形过程进行了数值模拟,获得了等效应变和等效应力分布规律,分析了挤压力随变形时间的变化和摩擦对ECAP变形的影响.     

卧式吸尘器包装结构有限元研究

为了验证卧式尘袋吸尘器包装结构的安全性能,根据该吸尘器生产、物流过程中所处物流环境,采用Creo软件建模,通过施加相应约束条件, 分析卧式吸尘器包装件在物流环境中抗压、随机振动、跌落等情况,采用ANSYS Workbench软件分析包装件在相应载荷作用下的应力、变形以及物理试验下包装 、产品受损情况。结果表明卧式吸尘器包装件在最大堆码情况下,变形量未超过标准规定10 mm;经过模态分析,得到6阶模态参数表明不会发生共振现象;包装 件跌落试验结果表明应力应变较小。该吸尘器包装结构设计满足抗压、随机振动、以及跌落测试等要求,方案可行。     

三点渐进式无模成形分析与数值模拟

渐进成形是一种金属板材快速无模成形方法。工具头挤压板材产生连续的局部变形,通过累积局部变形以达到整体成形。然而每一局部变形必然影响整体变形,所以对局部变形的控制就成为成形精度的关键。文章提出一种3点渐进式无模成形方法,可以很好的控制的局部变形。通过LS-DYNA模拟整个成形过程,并通过分析节点在成形过程中的位移变化,可以看出此方法对局部变形的控制效果,提高了成形精度。     

计算机模拟在材料成型及控制工程专业毕业设计中的应用

文章分析了材料成型及控制工程本科专业毕业设计的特点以及计算机模拟在材料成形加工行业应用的意义,提出将计算机模拟应用于材料成形工艺及模具毕业设计的具体方案.实际应用表明:计算机模拟的应用改变了传统的成形工艺及模具设计流程,提高了毕业设计的质量,提升了学生的专业技能和综合素质.将计算机模拟应用于毕业设计对提高材料成型及控制工程专业人才培养质量具有实际意义.     

提取悬架连接点载荷的等效模型提载法

提出了一种基于有限元分析软件Abaqus的悬架连接点载荷提取方法,即等效模型提载法。以四连杆悬架为例,建立了基于Abaqus的悬架完整模型及等效模型,分析了建立等效模型的依据,建立了基于多体动力学分析软件Adams的悬架模型。分别提取出各模型在典型工况下的硬点载荷进行对比,发现等效模型与完整模型的载荷值十分接近,验证了悬架等效模型提载法的准确性,并简要讨论了各模型之间载荷值差异的原因。该悬架等效模型提载法简单快速,对缩短悬架的开发周期具有重要意义。     

磁场约束对CMT增材制造铝合金微观组织及力学性能的影响

为了解决电弧增材制造铝合金过程中出现的气孔和微观组织缺陷问题，课题组采用了纵向直流磁场来辅助电弧增材制造铝合金的方法，研究了纵向直流磁场对成形件的焊缝气孔、组织形貌和力学性能的影响。结果表明：纵向直流磁场可以降低增材制造铝合金成形件的孔隙率，改变熔合线的形貌，细化铝合金内部的微观组织；施加了纵向直流磁场辅助电弧增材制造铝合金的成形件，横向和纵向极限抗拉强度分别达到了176.5和182.9 MPa，相比于无磁场条件下提升了9.3%和14.4%，组织性能明显优于无磁场条件下的成形件；施加了磁场后的成形件拉伸断口表面气孔数较无磁场下明显减少，断口形貌呈韧性断裂。     

钢质薄壁深孔锥形件成形工艺及模具

针对钢质薄壁深孔锥形件成形繁复,难度大的特点,通过优化成形工艺及模具设计,保证了产品质量,提高了生产率。为类似产品生产提供了参考。     

变速箱多向挤压铸造补缩位置和补缩力的研究

针对目前复杂铸件成形存在的缩松缩孔问题,以某铝合金摩托车变速箱为研究对象,利用专业铸造软件Procast 进行数值模拟。研究了铸件充型和凝固过程的温度场,预测了缩松缩孔的位置。模拟结果表明,缩松缩孔位置出现在气 缸孔处,因此将挤压头设置在该处进行锻压补缩。根据经验公式初步确定补缩力大小,然后对变速箱进行多向挤压铸造 模拟,最终确定补缩力大小。最后,根据优化的工艺参数开展试验研究,获得高品质铸件。     

超高强度钢热冲压曲底槽形件不同成形速度对制件强度影响规律研究

以曲底槽型件为研究对象,利用Abaqus模拟该制件在两种不同冲压速度的压力机上的热成形过程;通过物理实验测定两种压力机上成形制件的性能;对比分析了两种压力机上板料温度场变化规律、制件热冲压成形制件的性能和模具所受作用力。结果表明:热冲压成形速度越大,板料成形散失热量就越少,制件的马氏体含量就越高,成形所需的冲压力就越小,且制件的强度就越高。