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圆环镦粗分流面变化规律的探讨

锻压装备与制造技术 2015年第3期50卷 72-75页

作者：钟志龙程培元朱兴元胡一博武汉理工大学材料科学与工程学院湖北武汉430070

利用数值模拟方法对圆环镦粗过程进行研究,确定了摩擦因子、压下量、形状因子等因素对分流面的形状和位置的影响,并通过理论值进行验证。结果表明:分流面在截面上并不是一条直线,而是呈中部内凸/外凸曲线、近似直线三种状态;分流面的位... 详细信息

利用数值模拟方法对圆环镦粗过程进行研究,确定了摩擦因子、压下量、形状因子等因素对分流面的形状和位置的影响,并通过理论值进行验证。结果表明:分流面在截面上并不是一条直线,而是呈中部内凸/外凸曲线、近似直线三种状态;分流面的位置随着摩擦因子、压下量的增加先外移后内移,随着形状因子λ增加逐渐内移;分流面半径与圆环内径的比值R分/r内随着摩擦因子、压下量的增大而增大,随着形状因子λ增大而减小,因此,以圆环内壁为参照,分流面的变化过程为先靠近圆环内壁,再与之重合,最后远离圆环内壁。

关键词：圆环镦粗数值模拟变形功法分流面

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热拉深工艺在薄壁法兰中的应用

锻压技术 2022年第5期47卷 45-51页

作者：王金鹏党恩杨永强关朕陈孝庆康海鹏王平怀李超宝鸡石油机械有限责任公司热工分公司陕西宝鸡721000

为了解决使用普通胎膜锻工艺生产的薄壁法兰锻件伴有的内孔加工余量大、材料浪费严重等问题。从理论上分析了热拉深工艺的成形特点,总结了其金属填充规律,预测了主要成形缺陷,并根据理论分析结果设计出薄壁法兰的制坯和成形模具及热拉... 详细信息

为了解决使用普通胎膜锻工艺生产的薄壁法兰锻件伴有的内孔加工余量大、材料浪费严重等问题。从理论上分析了热拉深工艺的成形特点,总结了其金属填充规律,预测了主要成形缺陷,并根据理论分析结果设计出薄壁法兰的制坯和成形模具及热拉深成形工艺。采用有限元模拟软件对成形过程进行仿真,分析了变形过程中速度场和载荷的变化规律。经过生产试制,发现使用热拉深工艺生产出的法兰产品的外观、尺寸均符合工艺要求。相比与普通胎模锻工艺,热拉深工艺生产的产品在宏观方面,单件下料重量减少约430 kg,并节约机加工工时约20%;在微观方面,其内部组织更加细密、均匀,且通过超声波探伤,内部质量良好,符合设计要求。为薄壁法兰的生产提供了一种新方法。

关键词：薄壁法兰热拉深工艺胎膜锻模具设计分流面

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低频振动辅助花键齿摆辗成形金属流动规律

锻压技术 2023年第11期48卷 79-86页

作者：朱宁远左寿彬陈世豪赖文坤陈俊郎江西理工大学机电工程学院江西赣州341000

为探明低频振动对摆辗花键齿金属流动的影响,对不同振型参数下的花键齿金属流动状况进行了数值模拟分析及实验研究。结果表明:工件主动变形区金属呈辐射状向四周流动,且工件边缘的金属流动最剧烈,高度方向上金属流动有明显的分流面,以... 详细信息

为探明低频振动对摆辗花键齿金属流动的影响,对不同振型参数下的花键齿金属流动状况进行了数值模拟分析及实验研究。结果表明:工件主动变形区金属呈辐射状向四周流动,且工件边缘的金属流动最剧烈,高度方向上金属流动有明显的分流面,以分流面为基础,由上表面至下表面金属流动速度逐渐减小,离分流面越远的金属切向流动速度越小。低频振动可以有效地改善工件变形的均匀性和齿形的填充效果,频率和振幅越大,越有助于金属材料向轴向和径向流动,花键齿齿形的成形效果越好。振动辅助花键齿摆辗实验获得了齿形饱满、上下材料流动均匀的花键齿摆辗件,其结果与数值模拟的结果基本一致。

关键词：摆辗低频振动金属流动振型参数分流面

多筋构件等温局部加载材料跨变形区转移的快速预测

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锻压技术 2023年第10期48卷 8-15页

作者：唐海兵魏科杨超丁潼何国云南昌航空大学航空制造工程学院江西南昌330063

针对多筋构件在等温局部加载过程中固有的材料跨区转移以及可能产生的折叠问题,提出了一种能快速预测材料转移体积的方法。首先,提取局部加载过渡区的几何特征结构,并设计形状简易的等厚坯料以详细地反映材料跨区转移特征;其次,采用有... 详细信息

针对多筋构件在等温局部加载过程中固有的材料跨区转移以及可能产生的折叠问题,提出了一种能快速预测材料转移体积的方法。首先,提取局部加载过渡区的几何特征结构,并设计形状简易的等厚坯料以详细地反映材料跨区转移特征;其次,采用有限元模拟与物理模拟实验,分析多筋构件局部加载成形过程,根据过渡区材料流动特征及应力状态,将加载区材料分为3个区域;随后,根据大小相等且方向相反的力平衡条件,对这3个区域的基元体进行受力分析,通过联立力的平衡方程与屈服方程,利用边界条件对方程进行求解,得到分流面位置及材料转移体积的预测模型;最后,将有限元分析结果与预测模型结果进行对比,证实了预测结果的合理性和可靠性。

关键词：等温局部加载材料转移体积分流面折叠力平衡

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铝合金实心凸起结构板锻造成形工艺

中国有色金属学报 2017年第11期27卷 2221-2227页

作者：董文正张存园林启权王志刚湘潭大学机械工程学院湘潭411105 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室武汉430074 日本岐阜大学岐阜501-1193

以铝合金筒形件底部实心凸起成形为例,提出采用拉深-镦挤板锻造工艺成形中心实心凸起结构,结合有限元模拟技术及工艺实验方法,比较传统反挤压工艺与板锻造工艺成形实心凸起结构的异同。结果表明:当成形同一凸起高度时,板锻造成形载荷比... 详细信息

以铝合金筒形件底部实心凸起成形为例,提出采用拉深-镦挤板锻造工艺成形中心实心凸起结构,结合有限元模拟技术及工艺实验方法,比较传统反挤压工艺与板锻造工艺成形实心凸起结构的异同。结果表明:当成形同一凸起高度时,板锻造成形载荷比反挤压成形载荷减小一倍左右。板锻造成形过程中,底部分流面位置先内移后趋于稳定;而在反挤压成形过程中,底部分流面位置先趋于稳定后外移。凸模与板料上表面的单面润滑可有效防止底部缩孔缺陷。

关键词：铝合金板材实心凸起板锻造分流面缩孔机制

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筒形件强旋变形流动规律研究

塑性工程学报 2008年第6期15卷 48-52页

作者：杨国平徐文臣陈宇单德彬康达昌吕炎哈尔滨工业大学哈尔滨150001

为研究筒形件反旋变形金属流动规律,文章建立了反旋三维刚塑性有限元模型,采用DEORM3D软件对其变形过程进行数值模拟,并进行了BT20钛合金薄壁筒反旋工艺试验研究。模拟结果显示,筒形件反旋时接触区存在一个分流面,分流面一侧的金属沿旋... 详细信息

为研究筒形件反旋变形金属流动规律,文章建立了反旋三维刚塑性有限元模型,采用DEORM3D软件对其变形过程进行数值模拟,并进行了BT20钛合金薄壁筒反旋工艺试验研究。模拟结果显示,筒形件反旋时接触区存在一个分流面,分流面一侧的金属沿旋轮进给反方向流动,该流动是筒形件反旋成形所必需的;另一侧金属则向旋压未旋区方向流动。该模型可以合理解释筒形件反旋时金属轴向流动所引起的多种缺陷。

关键词：薄壁筒形件反旋旋压缺陷分流面应力应变场

半解析中心管控水完井耦合模型求解及其在高含水油藏水平井中的应用

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应用化工 2019年第S1期48卷 110-114,119页

作者：于法珍蒋贝贝肖泽锋李海涛冯涛中石化胜利油田分公司山东东营257237 西南石油大学四川成都610500

半解析中心管控水完井耦合模型,是在Jansen等人提出的普通中心管完井基础上,将原来的二维渗流模型拓展为三维渗流,并进一步优化中心管结构后得到。改进后的中心管结构更加合理,模型考虑因素(井眼轨迹、渗透率分布、水平井筒变质量流动等... 详细信息

半解析中心管控水完井耦合模型,是在Jansen等人提出的普通中心管完井基础上,将原来的二维渗流模型拓展为三维渗流,并进一步优化中心管结构后得到。改进后的中心管结构更加合理,模型考虑因素(井眼轨迹、渗透率分布、水平井筒变质量流动等)更为全面,突破了普通中心管完井在非均质底水油藏中的应用限制。但是,改进后中心管盲筛结构下的模型求解难度很大,这是因为部分盲管段中存在分流面,无法准确判断流体在环空的分流位置。通过分开讨论流体在盲管与筛管中的流动,并将试算法应用到分流面位置的确定中,利用计算机编程进行模型求解,有效解决了这一难题。现场多个油田的实例施工表明,改进后中心管控水完井成本低廉、操作简便且能有效控水,特别在底水油藏高含水率水平井中有较好的稳油控水效果。

关键词：半解析模型改进中心管完井分流面试算法底水油藏

基于刚粘塑性有限元模拟的汽轮机叶轮模锻的预成形优化

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机械科学与技术 2007年第4期26卷 482-486页

作者：胡自化杨端光李益锋张平湘潭大学机械工程学院湘潭411105

针对汽轮机叶轮模锻的预成形设计,本文建立了以打击能耗最低和模具作用载荷最小为目标函数,以完全填充为约束条件,以坯料初始高径比为优化变量的预成形坯料优化方案。利用刚粘塑性有限元方法模拟汽轮机叶轮等温模锻成形过程,具体分析了... 详细信息

针对汽轮机叶轮模锻的预成形设计,本文建立了以打击能耗最低和模具作用载荷最小为目标函数,以完全填充为约束条件,以坯料初始高径比为优化变量的预成形坯料优化方案。利用刚粘塑性有限元方法模拟汽轮机叶轮等温模锻成形过程,具体分析了不同坯料初始高径比对成形载荷、塑性应变能以及分流面的影响。数值模拟结果表明获得的预成形H/D最佳尺寸可明显减少模锻锤击次数和模具磨损。所提出的有限元模拟预成形优化方法十分有效,克服了以往凭经验设计的弊端。

关键词：刚粘塑性有限元模锻塑性应变能预成形优化分流面

板料凸起成形的冲锻复合塑性成形工艺及其机理研究

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板料凸起成形的冲锻复合塑性成形工艺及其机理研究

作者：董文正湘潭大学

学位级别：硕士

冲锻复合塑性成形技术具有材料利用率高、生产效率高、零件尺寸精度高和综合力学性能好等特点，已广泛应用于中小型制件的批量化生产中，并成为当前塑性成形领域研究的热点和重点。凸起成形，作为箱体、腔体及壳体产品的小型化、轻量化... 详细信息

冲锻复合塑性成形技术具有材料利用率高、生产效率高、零件尺寸精度高和综合力学性能好等特点，已广泛应用于中小型制件的批量化生产中，并成为当前塑性成形领域研究的热点和重点。凸起成形，作为箱体、腔体及壳体产品的小型化、轻量化的结构设计，广泛应用于汽车、电子等行业中。本文以底部带凸起结构的筒形件为研究对象，基于冲锻复合塑性成形技术，采用理论力学分析、有限元数值模拟和工艺试验相结合的方法，对凸起成形的拉深-镦挤冲锻复合成形工艺及变形机理进行了系统研究。首先介绍了凸起成形的拉深-镦挤冲锻复合塑性工艺过程及成形原理;基于Tresca屈服准则，分析了凸起成形的传统反挤压法与本文提出来的拉深-镦挤冲锻复合成形法的异同，指出冲锻复合工艺成形凸起结构时成形载荷低。利用主应力法，分析了凸起成形的拉深-镦挤冲锻复合工艺的三个主要变形区域的力学特征，重点研究了筒形件凸起底部材料的流动规律，发现了成形过程中凸起底部变形区存在一个分流界面，并基于塑性增量理论，指出凸起成形过程中底部材料分流特征的本质机理是分流面上任意质点的应变罗德参数为零。同时，推导了分流面半径的理论公式，提出了一个表征板料凸起成形能力的无量纲参数——凸起度。利用DEFORM-3D有限元软件对凸起成形的反挤压工艺及拉深-镦挤冲锻复合工艺过程进行了数值模拟分析，重点比较了两种加工方法的加工载荷、分流面位置及凸起度的异同。模拟结果表明：当成形同一凸起高度3mm时，反挤压加工载荷为冲锻复合成形的三倍左右;反挤压工艺随着板料的变薄分流面位置出现外移，而冲锻复合工艺为内移规律;冲锻复合工艺的凸起度值在整个凸起成形过程中近似保持不变的规律，而反挤压工艺随着板料的变薄而增大。同时，研究了拉深-镦挤冲锻复合成形中底部缩孔缺陷的形成过程及其缩孔机制图。最后，设计了相应的成形模具，对拉深-镦挤冲锻复合成形工艺进行了试验研究。结果表明实验加工载荷值与模拟值大致吻合，且稍高于最小成形力理论计算值，验证了有限元数值模拟与理论计算结果的有效性与可行性。

关键词：冲锻复合成形凸起结构分流面有限元数值模拟主应力法