目的研究剪板机压料油缸缸体闭塞热精锻成形工艺的可行性。方法制定闭塞热精锻成形工艺,运用DEFORM-3D软件对缸体单元成形过程进行有限元模拟分析,得到了金属流动规律、金属流线、挤压力载荷、合模力载荷随挤压行程变化的结果。结果模拟结果表明,锻件金属流线分布合理,无明显交叉、断裂情况,整个过程中挤压力与合模力载荷也维持在一个较低水平。对合模力大小进行了计算,计算结果与模拟的误差为8.4%,最后结合工艺进行了工业性试制。结论成形后的锻件无飞边,尺寸精度高,力学性能良好,无明显缺陷。

目的研究连续变厚度管液压成形过程中三通管的壁厚均匀性问题。方法首先,利用有限元软件分析得到了等厚管液压成形三通管过程中的成形规律,根据其成形规律,反向设计了用于液压成形三通管的连续变厚度管坯;其次,采用正交试验方法,研究了连续变厚度管厚区壁厚、过渡区长度对液压成形三通管成形质量的影响;最后,采用多岛遗传算法,对连续变厚度管的结构参数进行了优化验证,提高了液压成形三通管的成形质量。结果在等厚管液压成形三通管成形过程中,支管顶部壁厚值持续减小、轴向过渡圆角及直管底部中间位置处壁厚值持续增大;环向过渡圆角处等效应力最大,其他位置连续变化;轴向压应力使得三通管壁厚增大,拉应力使得壁厚减小;正交试验结果表明,当连续变厚度管厚区厚度、环向过渡区长度达到某一值时将出现较好的壁厚均匀性;在4种过渡...

目的开式筒壳液压成形采用具有搭接结构的开式筒壳作为坯料,具有提高成形能力、改善壁厚分布、降低成形压力等优势。旨在以矩形截面件为对象,研究内压作用下开式筒壳的圆角充填行为。方法采用数值模拟手段,分析了矩形截面件开式液压成形过程中的应力应变变化及成形缺陷。利用内高压成形机和自主研制的自密封装置,开展了搭接区中点分别位于圆角区、过渡区和直边区3种搭接位置条件下的矩形截面件开式液压成形实验研究。结果模拟和实验结果表明,开式筒壳搭接区的外层为易起皱区。当搭接量为80 mm且搭接区中点位于圆角区时,模具型腔的外压作用有效抑制了起皱的形成。4个圆角中距离对应搭接位置最近的圆角最先完成充填。搭接区域所在位置的壁厚减薄率显著低于其他区域,3种条件下成形件中间截面的最大减薄率分别为10.4%、9.8%和10.2%,...

目的针对轻质高强异形管状构件的迫切需求,研发了充液压制成形技术,以在低载荷下成形出具有高强度、大尺寸、小圆角等特征的异形空心薄壁管状构件。方法给出了充液压制成形的力学原理,建立了成形过程压制力计算模型与临界支撑内压理论模型,分析了充液压制成形过程失稳屈曲/起皱规律、圆角充填机理与壁厚分布规律。结果当管材充液压制过程所需的支撑内压为内高压成形压力的1/10~1/20时,就可以避免管坯发生失稳屈曲与起皱,同时使压制力大幅降低。在弯曲与压缩应力复合作用下对管坯进行圆角充填,充液压制成形得到的管件壁厚减薄非常小。结论利用小吨位合模压力机在超低压条件下可以充液压制成形出具有小圆角与均匀壁厚的轻质高强异形管件,解决了传统内高压成形压力高、易发生开裂等难题。

目的解决室温条件下因铝合金塑性流动不均而导致的零件开裂和尺寸偏差等问题。方法利用高速冲击提高材料成形极限以及流体均匀载荷精确控形的优势,提出了电磁冲击液压工艺并实现了铝合金阵列结构零件的成形,采用实验手段研究了放电电压和放电次数对零件贴模精度和厚度分布的影响。结果随着放电电压的增大,零件的成形深度增大。在单次放电8kV下,板料最大成形深度达到模具深度的97%,连续3次放电8kV后,零件通道填充率达到89.7%。建立了与物理实验模型一致的电磁-流体-结构的多物理场耦合仿真模型,发现冲击液体对板料施加的瞬态压强超过200MPa,板料最大变形速度达到40.5m/s。模拟得到的板料变形轮廓与实验结果一致,证明了多物理场耦合仿真模型的准确性。结论电磁冲击液压成形是一种新型的高速成形方法,能够实现铝合金阵列微结构零件的精确...

对液压冲孔过程进行分析,介绍了液压成形同步冲孔的工艺原理,分析了不同类型液压冲孔的特点和应用范围。采用有限元分析方法,建立了液压冲孔仿真有限元模型,并对冲孔过程中应力分布和应变变化情况进行分析。在此基础上,进行液压冲孔工艺试验,把工艺试验结果与有限元分析结果进行比较。结果显示,液压冲孔仿真分析与工艺试验呈现相同的变化规律,仿真分析能够较好预测实际冲孔过程。

对四柱式万能液压机进行了PLC改造,通过开关量控制方式实现液压机的基本动作,将控制定压边力的普通溢流阀改为比例溢流阀,并结合模拟量控制方式实现了变压边力,满足了变压边力的工艺要求。

目的揭示在对击锤与液压机模锻工艺下盘件的组织与性能差异,为锻造工艺选择和指导生产实践提供理论依据。方法采用数值模拟方法,对GH4169涡轮盘在63TM对击锤和200MN等温锻压机上的成形过程进行对比分析,通过对不同工艺制备的GH4169合金经直接时效后进行组织形貌观察和力学性能测试,探究对击锤模锻与液压机等温模锻GH4169合金盘件的组织与性能差异。结果2种工艺下盘件的等效应变分布差异不大,但液压机成形盘件的温度比锤锻高,且温度分布的均匀性略优;对击锤模锻的GH4169合金内留存高密度位错,有效促进γ"相形核,沉淀强化相的增多使其具有更高的抗拉和屈服强度。结论与液压机锻造相比,锤锻GH4169合金盘件具有更好的综合性能。

目的研究6A02铝合金异形截面薄壁管的液压成形过程,改进管件的成形质量。方法使用Abaqus软件进行数值模拟,通过考察管件壁厚分布情况、管件轴线的最小弯曲半径及管壁与模具贴合情况,研究了内压、轴向进给量、加载路径及合模过程中的内压与进给对成形质量的影响,并提出了合模力–轴向进给–内压三者同时配合的加工方法。结果通过数值模拟确定了无轴向进给情况下管件薄弱处发生破裂时的内压为7.5 MPa,发生起皱前的最大轴向进给量为2 mm,最低整形内压为80 MPa。确定了在合模过程中进给0.75 mm、合模后继续按照特定加载路径进行内压提升和轴向进给、最后施加80 MPa的整形压力的情况下成形效果最好。通过此路径加工出的管件最小壁厚为0.42 mm,最大减薄率为16%,轴线最小弯曲半径为1.258 mm,与模具间隙面积为0.065 mm^(2)。结论适当的内压–轴向进给可以实...

目的掌握结构尺寸对矩形波纹管液压胀形的影响规律。方法利用有限元平台Abaqus/Explicit建立316L矩形波纹管的三维有限元模型,对其液压胀形过程进行数值模拟分析,并利用实验验证有限元模型的正确性,基于单因素法研究长宽比、过渡圆角半径及波距对矩形波纹管成形质量的影响。结果综合考虑成形波高、壁厚减薄率及周向轮廓3个指标,获得了长宽比、过渡圆角半径和波距对波纹管成形的影响规律,并给出了各参数对不同指标影响的显著性。结论随着长宽比的增大,长边壁厚减薄率明显减小,圆角与短边的壁厚变化不大,并且不同长宽比波纹管的成形轮廓均在圆角段上低于设计值,在直线段上高于设计值;增大过渡圆角半径更有利于圆角段的贴合,且有利于降低周向壁厚减薄率;波距对波纹管的壁厚减薄率影响显著,波距较小时,波峰上有明显的增厚现象,随着波距...