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.     

GH4169高温合金锥形机匣旋压轮廓精度控制与研究

零件轮廓精度是旋压件成形质量评判标准之一.在Simufact有限元软件中进行GH4169高温合金锥形机匣的普通旋压仿真试验,观察到影响旋压件轮廓精度的常见缺陷:底部隆起、底部减薄、回弹.通过对照法对底部隆起进行尾顶块控制.采用单因素试验法探究成形过程中主要工艺参数(旋轮进给比、芯模转速、道次间距)对底部减薄和工件回弹量的影响规律,以最大底部减薄量和平均回弹角度为评价指标.结果表明:进给比对底部减薄影响最大,道次间距对回弹影响最大.综合对底部减薄和回弹的控制,针对试验件工艺参数应选择较大道次间距p=20 mm,较小旋轮进给比f=0.8 mm·r^-1或较大旋轮进给比f=1.6 mm·r^-1,较大的芯模转速n=500 r·min^-1.     

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.     

一种灯饰外罩的剪切与拉深旋压组合工艺

针对一种带有锥面与圆柱面组合形状特征的灯饰外罩,提出了采用剪切旋压结合多道次拉深旋压的组合方法进行成形,并对相应的工艺特点进行分析,为实际生产提供理论依据.研究中,通过板坯尺寸参数的计算与多道次旋轮路径的设计,确定了旋压试验方案,并在此基础上开展组合旋压的工艺试验,检验了灯饰外罩旋压件的形貌尺寸,并进一步分析了锥面与圆柱面部分的壁厚分布,发现锥面部分壁厚分布符合剪切旋压规律,圆柱面部分壁厚分布呈先小后大趋势,并揭示其原因.     

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.     

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.     

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.     

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.     

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.     

壁厚对X80管线钢焊接热循环参数的影响

焊接热循环参数对热影响区组织影响显著,决定焊缝性能.本文采用数值模拟的方法研究了壁厚对X80管线钢焊接热循环参数的影响,结果表明,壁厚的增加对冷却时间t8/5、高温停留时间t_H和峰值温度影响显著,当壁厚由8mm增加到16 mm时,粗晶区冷却速度增加到4.4倍,高温停留时间减少9.1 s,峰值温度下降182℃.增大热输入会延长粗晶区高温停留时间t_H,增大峰值温度,但对冷却时间t8/5改善不明显;焊前预热能够增加高温停留时间和峰值温度,并大幅降低粗晶区冷却速度,当预热温度达到200℃,粗晶区冷却时间t8/5增大到原来的的2.9倍.所得结论对管线钢焊接热影响区组织成分、焊缝性能的预测具有指导意义.     

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.     

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.     

氦原子与氟化氢分子碰撞的同位素效应

基于He-HF相互作用势,用密耦方法求解散射方程,计算了E=86 meV时3He(1He,6He,8He,10He)-HF碰撞的弹性和非弹性分波截面,并详细地讨论了氦同位素原子对分波截面的影响.结果表明:对确定的碰撞体系和给定的碰撞能量,激发分波截面比弹性分波截面收敛快,激发态越高,截面收敛越快;尾部效应仅在弹性散射和低激发态中产生,高激发态中不产生尾部效应.随着体系约化质量的增大,弹性分波截面和态-态激发分波截面收敛速度递减,收敛需要的分波数增多.     

一种高双折射大模场面积的光子晶体光纤

为了解决光纤在大的模场面积、高的双折射、低的弯曲损耗以及单模传输方面的均衡问题,设计了一种具有高双折射的大模场面积光子晶体光纤.该光纤包层由四圈三角晶格圆形空气孔组成,纤芯由矩形晶格椭圆空气孔组成,研究了结构参数对光纤的有效模面积、双折射、泄露损耗、弯曲损耗以及单模传输等特性的影响.数值分析证明,在1.55 μm波长处,通过对光纤参数的调整,可实现4.47×10^-4的双折射,377 μm²的有效模面积,0.08 dB·km^-1的泄露损耗以及0.156 m的可容许弯曲半径.与此同时,通过对参数的进一步设计,可得到1.3~1.68 μm波长范围内的低泄露损耗单模单偏振光子晶体光纤,有效克服了光纤在偏振串扰、偏振模色散以及偏振相关损耗等方面的问题.     

钢-LVL组合工字形梁受剪性能研究

将单板层积材(LVL)和冷弯薄壁型钢通过结构胶复合形成工字形截面的组合梁,以组合梁的剪跨比、腹板和翼缘LVL厚度为参数,对9根钢-LVL组合工字形梁进行受剪性能试验,观察其在不同荷载作用下的破坏现象、破坏形态、应力变化及挠度的发展,对受剪承载力的影响因素进行分析,并提出组合梁的跨中挠度及受剪承载力的计算方法.试验结果表明,钢-LVL组合工字形梁的整体工作性能较好,组合效应显著,其受剪承载力与剪跨比、腹板厚度及翼缘厚度有关.当剪跨比小于2.5时,试件表现为明显的剪压破坏,腹板厚度、翼缘厚度的增加以及剪跨比的减小,可以有效地提高其极限受剪承载力.提出了组合梁的跨中挠度和受剪承载力计算模型,与试验结果吻合良好,实测挠度与计算挠度误差在8%以内,受剪承载力试验值与计算值平均误差不超过10%.     

复合材料力矩管扭转性能的研究

为了研究缠绕角度对玻璃纤维增强复合材料管(GFRP)扭转性能的影响和给在实际应用中提供依据,本文研究采用湿法缠绕成型工艺制得了具有不同缠绕角度的GFRP管.通过测试缠绕管的破坏扭矩来分析影响复合材料缠绕管扭转性能的各项因素,并与理论计算值进行了比较.研究结果表明,缠绕管扭转破坏的主要形式为面内剪切破坏.当缠绕角度在25°至60°范围内变化时,随着缠绕角度的增大,复合材料缠绕管的壁厚逐渐减小,抗剪性能逐渐减弱且扭转破坏形式有分层情况出现.当缠绕角是25°时,缠绕管的抗扭性能最佳,最大扭矩为118N.m,对应的扭转强度为209MPa.     

Nd、Mn 离子掺杂对铁氧体LaFeO3的结构和性能影响

采用高温固相反应法制备了LaFe1-xMnxO3(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)和La1-xNdxFeO3(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)2个系列样品,分别研究了Mn离子部分替代Fe位掺杂、Nd离子部分替代La位掺杂对材料结构和性能的影响.研究结果表明:随着Nd离子掺杂浓度的增大,样品的晶格参数和晶胞体积均呈减小的趋势,随着Mn离子掺杂浓度的增大,样品的晶格参数和晶胞体积均有所增加.Mn离子掺杂使样品的居里温度呈现升高趋势,而Nd离子的掺杂使样品的居里温度呈现降低趋势.     

Z型Q345冷弯钢构件率相关本构模型下的动态冲击失稳研究

以Z型Q345薄壁冷弯钢构件为研究对象, 首先测试了试验钢在10-4~102s-1应变率内的材料力学属性, 并拟合得到了由Johnson-Cook本构模型表述的材料本构参数, 同时对拉伸断裂的试件断口做了微观形貌分析. 接着, 在落锤装置上对Z型冷弯钢构件做不同速度的轴向冲击试验, 研究构件受到冲击的动态失稳变形情况. 然后, 通过ABAQUS软件建立了可以反映锤头冲击构件过程的仿真模型, 考虑应变率效应和初始缺陷等因素, 分析了构件主要部位端部质点的位移和速度变化情况以及应力波传播效应的影响. 结果表明 薄壁冷弯钢构件受到外部冲击作用会产生动态屈曲, 随着冲击载荷增大, 发展为明显的塑性变形. 应力波的传播效应对动态屈曲模态的阶跃起着关键的作用.     

基于流体动力学的轮胎磨损颗粒物捕集通道位置研究

轮胎磨损颗粒物是车辆非尾气排放颗粒物的重要组成部分, 对大气悬浮颗粒物的影响日益增大, 对其进行捕集可减少对生态环境的潜在威胁. 基于喷射法和R-R颗粒物粒径分布, 建立了轮胎磨损颗粒物-轮胎-车辆流体动力学多相流模型, 采用Realiable k-ε湍流模型模拟了汽车在不同行驶速度下轮胎与覆盖件之间的最大风压分布区域, 继而研究了15种磨损颗粒物捕集方案通道出入口位置与捕集率的关系. 结果表明: 轮胎磨损微小颗粒物在后轮处比在前轮处与壁面碰撞的数量多; 捕集率随捕集装置入口高度的增大而减小, 随出口与轮罩边缘距离的增大而增大; 出入口的动压压差越大, 捕集率越高; 当车速为60km?h-1时, 入口位置H=297mm, 出口位置L=600mm时, 捕集率最高, 达到56.32％; 入口位置H=297mm时颗粒物捕集率均超过40％, 出口位置L=600mm时颗粒物捕集率均超过35％.     

汽车轮胎磨损颗粒物扩散特性的数值模拟研究

为了解汽车轮胎磨损颗粒物的扩散特性,采用离散相模型方法,考虑离散相和流体相的双向耦合作用,利用Rosin-Rammler粒径分布模型,模拟了不同工况下汽车行驶过程中轮胎磨损颗粒物的运动轨迹.结果表明:汽车尾部旋转涡流对颗粒物扩散横向距离有较大影响,对扩散高度影响不大.当距离汽车前轮中心竖直平面后方一定时,颗粒物扩散高度与车速基本呈线性关系.在距离汽车前轮中心竖直平面后方5 m时,地面处不同位置颗粒物质量浓度变化呈双峰分布,而在距离为10 m时呈单峰分布,与气流在截面形成不同尺度的漩涡有关.车速相同时,粒径越大,颗粒物沉积越显著.随着车速的增大,0.1～10μm的颗粒物在地面处质量浓度不断降低;10～200μm的颗粒物在地面处质量浓度先增大后减小,并在车速为60 km?h-1时达到最大值.