基于正交试验的高铁轴承内圈冷辗扩壁厚均匀性优化分析

为提高高铁轴承内圈冷辗扩成形壁厚均匀性, 应用ABAQUS软件建立高铁轴承内圈非对称冷辗扩有限元模型, 并进行了相关模拟. 基于正交试验方法, 以冷辗扩成形后轴承内圈的壁厚均匀性为试验指标, 获得了芯辊初始进给速度(A)、锥辊转速(B)和驱动辊转速(C)对壁厚均匀性的影响规律, 并利用极差分析法和方差分析法对轴承内圈冷辗扩工艺参数进行优化. 研究结果表明, 工艺参数对内圈壁厚均匀性影响的主次顺序为 , 并得到了最佳工艺参数组合.     

楔横轧无料头辊剪制坯端部质量研究

为解决辊剪工艺中的端面堆料缺陷,实现楔横轧无料头轧制,运用DEFORM-3D软件建立了辊剪制坯的有限元模型,通过位移法阐明了辊剪过程中堆料缺陷的产生机理,并通过改变工艺参数和创新模具设计的方法来抑制堆料,提高坯料端面的成形质量.结果表明:在设备功耗范围内,堆料值随着轧辊旋转速度的减小而减小,随着进给速度的增大而降低;在模具外圆周处添加挡块能有效地消除堆料缺陷.该研究结果为完善辊剪制坯工艺,实现楔横轧无料头轧制提供了技术支持和理论依据.     

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.     

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.     

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.     

空心坯料楔横轧内孔缩孔变化的影响规律研究

以21-2N耐热合金钢空心坯料为研究对象,采用DEFORM-3D模拟了楔横轧空心坯料的成形过程,对不同工艺参数下空心轧件的变形情况进行研究.根据有限元模拟结果,揭示了不同工艺参数对空心坯料内孔缩孔的影响规律,即空心轧件轧后缩孔率大小和分布沿轧件轴向的变化、轧件内孔大小和分布沿轧件轴向的变化、轧件壁厚的变化等一系列变化规律.分析结果表明,工艺参数的改变会显著影响空心坯料的缩孔.     

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.     

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.     

轴承游隙与残余应力对轴承疲劳寿命的影响

滚动轴承的径向游隙与残余应力对轴承寿命有着很大的影响,为深入理解游隙与残余应力的影响规律,研究6308深沟球轴承在不同游隙和残余应力下的疲劳寿命.通过使用三维建模软件SolidWorks建立深沟球轴承的三维模型,采用ABAQUS有限元分析软件仿真得到深沟球轴承的接触应力分布.基于接触区的最大应力,对深沟球轴承的接触疲劳寿命进行预测.结果表明:当残余应力一定时,轴承游隙从4μm增加到16μm,轴承内外圈滚道与滚动体的接触面积降低,使轴承寿命平均缩短了24.80%;当轴承游隙一定时,残余压应力从0增加到500 MPa,可部分抵消径向载荷所产生的不利影响,平均应力减小,轴承寿命平均增加了35.30%.该模拟结果为轴承寿命的研究提供了一定的理论支撑和依据.     

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.     

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.     

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.     

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.     

工艺参数对GH4169壁厚渐变锥形回转件热强旋成形壁厚均匀性的影响

以GH4169高温合金为材料, 在Deform-3D软件中建立了壁厚渐变锥形回转件热强力旋压有限元模型. 通过正交试验法, 研究分析各工艺参数对工件整体壁厚偏差影响程度的先后次序, 并得到最优工艺参数组合. 结果表明, 各工艺参数对工件整体的壁厚偏差影响的主次关系依次为: 旋轮圆角半径、旋压温度、旋轮进给比、芯模转速; 最优工艺参数组合为: 旋压温度1000℃, 旋轮圆角半径4mm, 芯模转速240r?min-1, 旋轮进给比0.3mm?r-1. 通过热强力旋压实验, 对比分析实验结果和仿真结果发现, 两者趋势相同, 整体壁厚偏差平均值误差为14%, 表明仿真模拟可靠, 可为壁厚渐变锥形回转件精确成形提供参考.