搅拌摩擦焊双轴肩搅拌针产热模型与温度场研究

为了探究双轴肩搅拌摩擦焊接工艺参数对焊接过程中产热的影响,实现工艺优化,在实际焊接过程中,课题组将焊接工艺中的焊接速度和搅拌针旋转速度引入模型,并综合考虑上、下轴肩和搅拌针在焊接稳定阶段与工件不同的接触模型,分析搅拌针的受力状况,建立了搅拌针受力模型;基于受力模型建立了轴肩和搅拌针的产热模型,对该模型进行数值模拟;通过数值模拟的数据与实测数据对比分析,修改工艺参数中的搅拌针旋转速度,分析工艺参数与产热的关系。结果表明：建立的双轴肩搅拌摩擦焊产热模型可以准确预测实际焊接过程中产生的温度;此外,在一定范围内增加搅拌针旋转速度,焊接产生的温度也随之增加并且在焊缝中心温度呈哑铃状分布。     

膜式水冷壁焊接变形热弹塑性有限元分析

结合数值计算的方法,对焊接过程中的温度场应力场进行实时模拟研究,提出了基于ANSYS的焊接温度场应力场模拟分析方法,并针对膜式水冷壁多道焊接问题进行了实例计算。建立的焊接温度场应力场模拟分析方法,可为优化焊接结构工艺和规范焊接参数提供理论依据和指导。利用本文模拟分析方法,可以对焊接过程的热应力及残余应力进行预测,为进一步的研究打下基础。     

铝合金 钢搅拌摩擦焊温度场数值研究

针对以往搅拌摩擦焊数值模拟中采用的热源模型较为简单,不能很好反映出实际焊接过程中温度场的分布,而做试验又需要巨大投入的情况,课题组基于热弹塑性法和改良的热源模型,利用ABAQUS软件及其DFLUX子程序接口建立了304不锈钢和5052铝合金搅拌摩擦焊的数值模型,对铝合金 钢异种材料的搅拌摩擦焊过程进行了数值模拟,分析了焊接过程的温度场,同时对偏置量、转速和焊速3个焊接参数进行优化,发现在转速取500 r·min-1,焊速取80 mm/min,偏置量取2 mm的情况下,得到的焊接过程瞬态及稳态温度场均处于理想状态。模拟准确地预测了实际焊接过程中的温度变化,且对实际焊接过程中焊接参数的选择具有一定参考意义,减少了为得到合适参数而进行的大量试验的成本。模拟结果能指导和预测实际焊接过程。     

基于正交试验的遥控器双色前壳翘曲变形优化

针对某遥控器前壳在双色注塑成型过程中的翘曲变形对装配质量及产品整体外观的影响,提出了基于正交试验和AMI数值模拟的双色塑件翘曲变形快速优化方法。利用AMI有限元分析软件对遥控器前壳进行双色注射成型数值模拟,采用多因素交互正交试验的方法获得两种材料在不同工艺参数组合下的翘曲变形量,以翘曲变形量最大值最小为研究目标,对试验结果进行极差和方差分析,从而确定不同工艺参数对试验结果影响的重要性,并最终确定了产品翘曲变形最小的最优工艺参数组合。结果表明该优化方法可以快速优化双色塑件在成型过程中的翘曲变形量。     

汽车开关面板注射成型工艺参数优化

针对汽车内饰件开关面板这类制品在注射加工过程中容易产生翘曲变形的缺陷,采用计算机CAE模拟技术和 Taguchi试验相结合的方法,以翘曲变形作为质量指标,把注射过程中的模具温度、熔体温度、注射时间、保压时间和保压 压力这5个工艺参数作为影响制品翘曲变形的影响因素,运用CAE软件对不同水平下各工艺参数进行注射成型的数值 模拟。结合极差分析法、信噪比法优化得到最优工艺参数组合来减少翘曲量。将得到的最优工艺参数组合进行CAE模 拟,发现开关面板的翘曲变形得到较大的改善。通过实际注射试验验证了CAE模拟的结果。     

基于正交试验的长条薄壁板件注塑工艺参数优化与定量分析

针对塑件成型过程中体积收缩率对成型塑件尺寸精度的影响,文章选取长条薄壁板件作为研究对象,利用AMI有限元分析软件对长条薄壁板注塑成型过程进行数值模拟,采用多因素交互正交试验的方法获得常用ABS塑料在不同的工艺参数下成型薄壁件的体积收缩率。以体积收缩率为研究目标,对试验结果进行定量分析,对比分析每一个工艺参数对研究目标的贡献率,并计算得到最优的工艺参数组合,依据实验结果优化塑件成型工艺。该方法的应用为注塑成型工艺参数优化提供了定量的数据参考,是一种快速而实用的方法。     

基于AMI二次开发的塑件翘曲变形快速优化

结合正交试验法和AMI软件进行注塑成型数值模拟试验可以快速优化影响塑件翘曲变形的工艺参数,但正交 试验方案创建、试验结果分析比较繁琐。文章提出了基于AMI二次开发技术和VB．NET开发的塑件翘曲变形快速优化 软件。软件设计时考虑模具温度、熔体温度、注射速率、保压压力、保压时间、冷却时间等因素对翘曲变形的影响,采用正 交表L25 (56)设计正交试验,软件自动创建正交试验方案、启动分析、读取翘曲变形结果,并对试验结果数据进行离差、极 差、影响规律和影响贡献率分析,最后给出最优工艺参数组合、最优工艺参数组合下的翘曲变形最大值和试验结论。该 软件的应用可以提高塑件翘曲变形缺陷的优化效率。     

2A14铝合金双轴肩搅拌摩擦焊工艺研究

为了获得性能良好的焊接接头,对厚为5 mm 的2A14 T6铝合金进行双轴肩搅拌摩擦焊（bobbin tool friction stir welding, BT FSW)工艺研究。采用一种特殊设计的搅拌头,通过正交试验方法,对2A14铝合金进行BT FSW焊接试验;利用光学显微镜和电子万能试验机分析不同焊接参数 下焊缝的组织形态和力学性能,得出优化后的工艺试验窗口。研究表明：BT FSW焊缝组织特征与常规FSW明显不同,呈“哑铃型”,随着焊速的增加,抗拉强度 与延伸率先增加后降低,最大的抗拉强度在焊速为250 mm/min时获得,其抗拉强度约为239 MPa,达到了母材强度的54%,延伸率仅为3.2%,接头断在有细微裂纹 的地方。这项研究表明此工艺试验方案是切实可行的。     

A立柱加强板拉延成形数值模拟分析及优化

利用Auto Form软件对汽车A立柱内板上部加强板拉延工艺进行了模拟分析。在拉延成形后获得零件成形极限图和减薄率云图。结果表明:零件存在开裂和起皱的缺陷。通过优化零件结构使零件减薄率在标准范围内。同时采用正交试验优化了工艺参数,获得了性能更优的产品。     

基于注塑模CAE的显示器底座的工艺参数优化

本文针对注塑成型过程中工艺参数的优化问题,应用注射过程流动模拟软件HSCAE 3DRF 5.1及三维实体造型软件PRO/E 2000 i,以显示器底座注塑件为实例研究对象,运用正交试验法设计模拟方案,进行工艺参数优化,确定制品的最优成型工艺参数.     

高频电阻感应局部表面加热自冷淬火

本文利用国产高频加热设备实现了45,40Cr 和35CrNi 3 Mo 钢的高频电阻感应局部表面加热自冷淬火。获得了长100mm,宽5—7mm,深1.0—1.5mm,HRC54—59的仿形性淬硬带。经金相检验,透射电镜观察,显微硬度和变形量的测定,分析了不同工艺参数对淬硬带的影响规律,试验表明这种淬火方法节省能源变形小。其淬硬带主要是回火板条马氏体。40Cr 钢个别区域有挛晶马氏体,45钢则有少量下贝氏体。提高阳极电压,细化原始组织,增强材料自身的冷却能力,适宜地控制感应加热距离有利于提高淬火质量。     

电机法兰盘镶铸过程数值模拟及工艺参数优化

针对铝合金法兰盘镶铸件中出现的较大缩孔、疏松现象，用ProCAST软件对其进行了数值分析，重新设计了镶铸工艺中的浇铸系统，并再次用ProCAST进行模拟，此时缩孔及疏松明显变少。采用正交试验法，优化了镶铸工艺参数，得出在浇铸温度为660 ℃、浇口速度为35 m/s及模具预热温度为180 ℃时，法兰盘内部的缩孔、疏松现象最少，工件质量最佳。实际生产表明，在新的浇注系统和工艺参数条件下，产品质量明显提高，且与模拟结果较为吻合。     

磨料体积分数对喷油嘴喷孔加工影响分析

以喷油嘴喷孔为研究对象,采用k-ε模型、Mixture模型对磨粒流抛光过程中流场分布规律进行数值模拟,通过仿真模拟试验探索了在一定磨料参数和工作压力下不同磨粒体积分数对抛光微孔抛光压力、磨料浓度、湍流强度等抛光结果的影响,并确定最优的工艺参数,为实际生产中加工磨料的配比提供理论依据。     

压电陶瓷驱动高频喷射阀的结构设计

为了提高喷气织机的引纬性能，降低能耗，课题组设计了一种基于压电陶瓷驱动的高频喷射阀。首先对喷射阀的核心部件压电弯曲片的刚度性能做了仿真分析和理论验证；然后对压电陶瓷驱动型高频喷射阀进行FLUENT模拟仿真；最后利用MATLAB软件对压电驱动系统进行动态仿真，确认了合理的工作间隙，进而对喷射阀的结构进行了优化。模拟得到最佳工作参数：喷射阀进气口直径为4 mm，压电喷射阀的工作间隙为1.5 mm。设计的这种喷射阀响应时间相比传统电磁式喷射阀缩短了60%，大大降低了气能损耗。     

铝钢异种金属CMT焊接变形研究

针对目前使用冷金属过度焊（CMT）对铝钢异种金属薄板进行焊接时,存在焊接质量差,焊接热变形及使用性能低等缺点,对薄板件焊接过程采用SYSWELD软件进行模拟。通过不同的试验参数进行组合,得出金属薄板在X,Y以及整体方向上的焊接变形量,分析不同焊接参数对焊接热变形的影响规律。结果表明：在达到焊接要求的前提下,应尽量减少焊接时间和焊接电流;在一定焊接电压范围内,焊接电压越大,相同时间内焊接变形量就越大,Y方向焊接变形值约为X方向的1.5倍;为了避免焊接变形量过大,宜选用相对较大的焊接速度。     

基于正交试验法PPE+PA6注塑件收缩变形研究

采用正交试验的方法获得PPE+PA6合金塑料在不同的工艺参数下成型薄壁件的收缩量,比较了不同工艺参数对收缩变形影响的重要性,并以体积收缩率为控制目标,通过正交试验等数值计算方法得到优化的工艺参数组合,为模具设计和注塑工艺优化探索了一种较实用的方法.     

钢和铝异种金属焊接变形研究

针对目前钢/铝异种金属薄板在焊接时,存在的焊接热变形、焊接质量差、使用性能低等缺点,采用有限元法对薄板件焊接过程进行模拟。通过不同参数组合,得出了x和y方向的焊接变形量;讨论了焊接工艺参数对焊接热变形的影响规律。结果表明：焊接电流对焊接变形影响最大,且v方向的变形量是x方向的2倍;同时,选用多层等厚焊件或者厚度较薄的板件在上层,可以大大减小变形量。因此,通过合理的焊接工艺参数来降低焊接变形量,对提高车身焊接质量具有重要的意义。     

淡水环境中微塑料的过滤和吸附去除复合工艺研究

依据过滤原理和吸附理论,利用多层网过滤方程和活性炭吸附扩散方程,分析影响微塑料去除率的主要工艺参数。在此基础上,将数值模拟技术与正交试验法相结合,模拟微孔过滤与活性炭吸附微塑料的去除率,确定微孔铜网过滤与活性炭吸附微塑料的复合工艺路线,计算获得优化的去除工艺参数组合,分别为水流速度为1 m/s、微孔径为30μm、活性炭孔隙率为0.6。再进一步实验测试、分析、验证微塑料的去除效果,获得巢湖、南艳湖和校园风景湖水体中微塑料颗粒去除率分别为92%、94%、90%。结果表明,淡水环境中微塑料去除复合工艺可行。     

退役轴类零件激光熔覆温度场模拟研究

为了探究激光熔覆过程中不同激光工艺参数对温度场的影响,总结出较为适宜的激光工艺参数,利用ANSYS Workbench软件,对不同组合下的激光工艺参数进行激光熔覆过程的数值模拟.绘制出不同取样点温度随时间变化曲线,进而了解不同激光工艺参数对温度场的影响.数值模拟结果表明:激光工艺参数优化后选取激光功率P=2 000 W,激光扫描速度V=7 mm/s,激光光斑半径R=4 mm较为适宜.通过确定较为适宜的激光工艺参数为实际激光熔覆中选择最佳工艺参数提供一定依据.     

纯电动汽车高速齿轮传动NVH性能优化研究

汽车进入电气时代后带来了高速传动,纯电动汽车(BEV)驱动电机的输出转速超过了10 000 r/min,随后带来的高速噪音问题也成为了行业难题,因此高速齿轮传动NVH性能优化攻关作为纯电动汽车减速器核心技术备受海内外学者和研究机构关注。借助SMT/MASTA软件对变速器设计参数进行优化与仿真分析,通过不同扭矩下的齿面接触斑点试验对软件仿真的齿面接触应力分布进行标定,优化仿真模型,通过仿真数据和优化算法求解出最佳宏观参数和微观参数的组合,零件试制完装配后进行吊装试车主观评价测试,再通过西门子LMS/NVH便携式测试仪对NVH性能优化结果进行验证。