楔横轧无料头热剪切制坯工艺参数对端部堆料的影响研究

基于Deform-3D软件建立了楔横轧无料头热剪切制坯的有限元模型,在分析了热剪切制坯过程中端部堆料产生原因的基础上,采用正交试验的方法,分析了棒料剪切温度、剪切摩擦系数和刀具径向进给速度对端部堆料的影响,结果表明剪切温度和剪切速度对端部堆料的影响显著,摩擦系数对端部堆料有一定影响,且端部堆料随着剪切温度、剪切速度和摩擦系数的增加而减小.进而以端部堆料值最小为目标,在考虑加工效率、生产成本和设备能耗的情况下,优选出了一组最佳工艺参数.该研究结果为完善楔横轧无料头热剪切制坯工艺,实现无料头楔横轧提供了工程应用依据和技术支持.     

基于挡楔与二次闭式的闭开联合楔横轧有限元数值模拟

为解决轴类件楔横轧过程中的凹心问题, 提高材料的使用效率, 采用DEFORM-3D软件建立闭开联合楔横轧的有限元模型, 并通过网格法对闭开联合楔横轧过程中的金属流动规律进行了阐释, 分析了轧件各阶段应力应变分布. 创新使用挡楔和二次闭式轧制的方法, 通过闭式阶段塑造坯料端部形状, 为开式阶段轧制提供凹心补偿. 模拟结果表明, 基于挡楔和二次闭式的闭开联合楔横轧可以有效减少甚至消除轧后端部凹心, 为实现楔横轧的无料头生产提供了理论依据.     

楔横轧多楔成形铝合金轴心部质量影响规律与疏松位置预测

楔横轧多楔成形铝合金轴过程中,模具工艺参数对成形质量影响较大.利用三维建模软件建立了楔横轧多楔成形铝合金轴的有限元模型,在Deform软件平台上模拟了不同楔横轧工艺参数对铝合金轴成形质量的影响.通过数据分析,获得了楔横轧模具不同工艺参数影响楔横轧多楔成形铝合金轴的规律.研究结果为铝合金楔横轧多楔成形模具的设计奠定了基础.     

楔横轧阶梯空心轴径向压下量对内孔孔径变化影响规律

在阶梯空心轴的轧制中, 径向压下量对内孔孔径的变化有重要的影响. 基于Deform-3D软件建立了楔横轧阶梯空心轴成形的有限元模型, 分析了阶梯空心轴的成形过程和金属流动规律, 以轧后径向压下量和内孔孔径变化的关系为对象, 研究了原始相对壁厚和轧制温度对该关系的影响规律. 结果表明, 随着原始相对壁厚的增大, 相同径向压下量下内孔孔径变化减小; 随着温度从950℃增加到1180℃, 相同径向压下量下内孔孔径的变化先增加后减小, 其中轧制温度为1050℃时最大. 基于模拟计算结果, 应用MATLAB对阶梯空心轴轧制过程中不同断面收缩率下的径向压下量与内孔孔径变化规律进行了拟合, 给出了50%收缩率以上的统一拟合公式. 随后的楔横轧阶梯空心轴实验结果与仿真结果误差在4.6%以内, 验证了有限元仿真结果的准确性.     

工艺参数对高铁轴承外圈端面成形质量的影响

为了实现高铁轴承外圈的精确成形, 应用ABAQUS有限元软件, 对不同工艺参数下的冷辗扩轧制过程进行了有限元模拟, 得到了工艺参数对高铁轴承外圈成形质量的影响规律为: 较大的驱动辊转速和芯辊直线进给速度有利于坯料上端面的成形, 较小的轧制比获得的坯料上端面成形质量较好.     

闭开联合楔横轧微观组织温度的影响规律

以42CrMo钢为研究材料,在Deform-3D软件中建立了闭开联合楔横轧热-力-微观组织耦合的有限元模型.通过单因素方法,分析了轧制温度对轧件平均晶粒尺寸的影响规律.结果表明,降低轧制温度,轧件越有利于结晶,平均晶粒尺寸越小;闭式轧制后晶粒随着温度的降低整体得到细化;开式阶段晶粒随着温度的升高,平均晶粒大小变化不明显.通过金相实验与模拟对比发现,两者曲线趋势一致,误差为15%,验证了有限元模拟的可靠性.     

高铁空心车轴三辊斜轧成形仿真及分析

针对目前高铁空心车轴成形工艺投资大、成本高、材料利用率低等问题,采用三辊斜轧成形高铁空心车轴工艺,利用Simufact有限元软件,对1:5的高铁空心车轴进行三辊斜轧成形仿真,分析其成形过程中金属流动规律,应变场、温度场及轧制力的变化规律,阐明其成形机理.在轧制同等尺寸的空心车轴时斜轧的力能参数明显小于楔横轧的.研究结果表明三辊斜轧成形高铁空心车轴工艺可行,为短流程低成本实现高铁空心车轴精确成形及其国产化奠定理论基础.     

复杂螺旋回转体板式楔横轧应力分析

基于DEFORM-3D的有限元软件,模拟螺旋回转体的板式楔横轧成形过程,发现轧制单线螺纹回转体在横截面处只有1个变形区,纵截面有2个变形区.同时,揭示了轧件成形过程中起楔段和展宽段的应力分布及变化规律.     

楔横轧42CrMo/Q235复合材料层合轴界面最大剪切应变的影响因素分析

对楔横轧42Cr Mo/Q235层合轴进行轧制实验和有限元分析,研究成形角、展宽角、断面收缩率、轧制温度对界面最大剪切应变的影响规律.结果表明:成形角、轧制温度对最大剪切应变影响不大,断面收缩率、展宽角对最大剪切应变影响较大;展宽角越大,界面两侧最大剪切应变差值越大;断面收缩率越大,界面两侧最大剪切应变差值越小.同时,在最大剪切应变变化不大的情况下,仍然有界面的结合与分离,因此,界面是否结合仅考虑最大剪应变是不充分的,还需综合考虑其他指标的影响.研究结果对楔横轧层合模具设计和揭示界面结合机制奠定了基础.     

形位参数对楔横轧轴件气压压实的影响

鉴于高压气体压实楔横轧轴件内部空洞(浮压法)可以提高楔横轧轴件质量与成品率的特点, 为进一步改善该方法对心部空洞的闭合程度, 运用DEFORM-3D有限元软件, 研究了形位参数对轴件外形尺寸和空洞闭合的影响规律. 研究结果表明: 轴件高径比为2时, 心部空洞最难闭合; 空洞越靠近轴件表面, 其闭合就越快; 空洞数量和形状对其闭合速度的影响较大; 但以上4个因素对轴件外形尺寸几乎没有影响. 研究结果为控制轧件心部缺陷、提高轴件的力学性能奠定了理论基础.     

热滚压成型工艺参数对微流道回复率的影响

为研究热滚压成型工艺参数对微流道成型弹性回复的影响, 基于Maxwell模型建立了微流道截面弹性回复率与各工艺参数之间函数关系的分析模型, 并利用非线性有限元仿真软件ABAQUS对PMMA、PVC、PC非结晶材料的热成型进行有限元模拟, 系统分析了温度、预压紧量及滚动速度对弹性回复率的影响. 结果显示, 当增加温度和减小预压紧量、滚动速度时, 可以有效地减小微流道截面弹性回复率.     

航空薄壁管件三辊斜轧减径段壁厚变化规律

创新三辊斜轧工艺可实现薄壁管件减径增厚. 利用刚塑性有限元方法, 以5056铝合金薄壁管件为研究对象, 对薄壁管件三辊斜轧进行数值模拟, 探究薄壁管件坯料端部壁厚对力能参数与壁厚增厚效果的影响. 研究表明, 增厚段壁厚越大, 轴向轧制力越大, 不利于薄壁管件的增厚; 选择坯料端部壁厚为2.5mm, 成形增厚效果较好, 符合增厚段成形后壁厚要求.     

多台阶涡轮轴三辊斜轧减径量对轧制过程的影响规律研究

运用Simufact有限元软件建立了三辊斜轧两道次成形多台阶涡轮轴的仿真模型, 通过数值模拟分析了涡轮轴成形情况, 探究了减径量对轧制过程中轧制力、等效应力-应变以及外圆度误差的影响规律. 结果表明: 随减径量的增大, 轧件第1道次和第2道次的径向载荷、等效应力、等效应变和外圆度误差均呈增大趋势. 综合比较3种方案下的轧件成形情况, 方案2为最佳的道次减径量分配方案, 即第1道次减径6mm, 第2道次各台阶减径量分别为2、9和14mm.     

非对称异形截面环件的冷辗扩成形力能参数与圆度影响规律研究

以非对称异形截面环件高压油管连接套筒为研究对象, 采用对称冷辗扩工艺, 应用Simufact软件对冷辗扩成形过程进行了模拟分析, 研究了驱动辊转速和芯辊进给速度对冷辗扩过程中轧制力、轧制力矩和环件圆度误差的影响. 结果表明: 降低芯辊进给速度或增大驱动辊转速, 能有效降低两道次冷辗扩过程中的轧制力和轧制力矩; 驱动辊转速为12 rad●s^-1, 芯辊进给速度为1.0 mm●s^-1时, 第一道次冷辗扩定位凹槽(缩口)内外圈圆度质量最优, 圆度误差分别为0.1735 mm和0.1864 mm; 驱动辊转速为14 rad●s^-1, 芯辊进给速度为1.2 mm●s^-1时, 第二道次冷辗扩缩口内外圈圆度质量最优, 圆度误差分别为0.0849 mm和0.1202 mm.     

结点无线位移空间刚架的力矩分配法

利用等截面直杆的三维刚度方程,得出结点无线位移空间刚架的力矩分配系数,从而将平面问题的力矩分配法引用到空间结构,该法计算简捷,收敛性好,可供工程技术人员参考使用,也可作为结构力学教材的补充内容。     

外部工况对轮胎翘曲的定量影响研究

针对轮胎接地区域出现的翘曲现象, 提出了翘曲指数的概念; 建立205/55R16型半钢子午线轮胎的有限元模型, 在稳态滚动工况下, 采用单变量法分析了载荷、气压、速度、摩擦因子等外部因素对翘曲现象的影响, 量化了各种因素下翘曲现象的变化规律. 结果表明: 翘曲指数随垂直载荷和摩擦系数的增大而增强, 随充气压力和滚动速度的增大而减小; 影响轮胎翘曲指数的主次因素依次为垂向载荷、充气压力、滚动速度和摩擦系数. 研究成果可为提高车辆操控性和减少轮胎磨损提供参考.