板料成形的数值模拟及其在U形法兰件中的应用

采用刚塑性有限元法对大型带法兰封头整锻成形工艺进行模拟,确定了合理的锻造工艺,并分析了展压变形中的封头壁厚和展起高度变化规律。模拟结果表明,此工艺能够成形出所需尺寸封头,工艺可行,可操作性强,对实际生产该封头有重要的理论指导意义。

为了解决球壳的口部法兰成形,针对零件的几何形状特点,制定了挤压口部法兰的成形方案。通过三维刚塑性有限元分析软件deform-3d对该零件的成形过程进行了有限元模拟,得到了变形过程的金属流动规律。分析了锻造参数对带法兰球壳口部法兰成形过程的影响,优化了工艺参数,为生产提供了科学的依据。

以大型带法兰封头热成形工艺的有限元模拟为研究对象,利用deform-3d软件分析平台,通过正向模拟对影响封头成形质量起主要影响的几个关键尺寸:下模的r4和毛坯jδ、、r1和r2进行优化选择,发现毛坯底部δ的减少可以有效减少封头下半球部位的壁厚差,最终确定成形质量最佳的大型带法兰封头成形工艺参数。

2005年初，淮南煤矿机械厂锻造分厂接到一批外协件，此零件为法兰件，材料为45#钢，要求10000件，1个月内交货。批量大且时间紧迫，零件如图1所示。

以大型带法兰封头的热成形工艺模拟过程为研究对象,利用deform-3d软件分析平台,将封头成形过程可分为成形初期、中期和后期三个阶段,计算了各个时期封头的封头壁厚减薄量。发现封头半球形区成形初期处于减薄过程中,在中后期减薄量减小;下模圆角过渡区在变形初期无明显壁厚变化,中后期减薄量越来越大;法兰区在后期才有少量减薄。此外,还研究了不同压下量下封头的形状系数、应力场、应变场、变形载荷和流动速度场的变化情况。

通过单向拉伸试验获得了6061铝合金原始t6态和退火态板材的基本力学性能,进而得出了6061铝合金的真实应力应变曲线。在此基础上,用不同本构方程对实验数据进行拟合,然后与材料应变硬化曲线相比较。结果表明,采用含有幂函数的本构方程对两种状态的板材试验数据拟合较好,基于单向拉伸试验获得两种状态板材在真应变为8%时的塑性应变比分别为0.996和0.712。此外,用有限元软件dynaform对6061铝合金管材进行绕弯模拟,对获得的成形性能参数进行了验证。

以某客车后围下延伸板为研究对象,运用仿真软件分别对铝合金板和低碳钢板进行冲压成形模拟分析,得到在工艺条件相同的情况下这2种材料成形性的差异,以及获得铝合金成形合格产品的工艺条件。

介绍了钣金成形数值模拟理论和数值模拟平台,以凹弯边橡皮成形为例,对成形过程的厚度分布、回弹进行了数值仿真研究,为进一步开展精密成形研究奠定了基础。

带法兰锥形件的成形有两种方式:拉深和胀形,对其变形趋向性的准确判断是正确工艺过程设计的前题,本文对该零件的变形趋向性进行分析,指出了采用分步胀形工艺是唯一正确的技术方法,并介绍了胀形工艺参数的确定方法及模具设计。

大跨空间结构的落架施工是将结构由支撑受力转换为结构自身受力（设计状态）的过程,其落架方案合理与否对结构受力过渡、施工安全具有直接影响。采用midas/gts软件对人行天桥落架过程进行模拟,通过调整临时支撑的弹性模量来模拟分级落架时的工况并制定出合理的落架方案。落架施工时,对桁架结构的变形和应变进行实时监测以保证结构平稳过渡。通过实测挠度、应变与计算挠度、应变的对比可知,整个落架过程结构受力过渡平缓;说明通过软件模拟来指导落架施工准确可行。

在板料弯曲成形中,弯曲力直接影响着成形设备的选择,降低弯曲力可以有效减小成形设备的损耗。通过对温成形过程进行一定的简化假设,利用数值模拟软件对tzm合金板料包角弯曲件的温成形过程进行模拟,研究了弯曲力的变化规律,分析了毛坯开口深度、凸模倒角半径和圆角半径、摩擦系数等参数对温成形过程中的弯曲力的影响。结果表明:温成形过程中弯曲力在不同参数下的变化规律基本一致;开口缝、凸模倒角和凸模圆角只对最大弯曲力产生影响,而摩擦系数对整个成形过程中的弯曲力产生影响。弯曲力最大值与开口缝、凸模倒角和凸模圆角成反比,与摩擦系数成正比。

通过数值模拟和试验相结合的方法研究了带法兰的镁合金管件的温挤压成形过程。模拟显示,金属塑性流动顺利,无挤压成形缺陷,表明模具结构合理;力学性能测试表明,成形件力学性能达到指标要求。

介绍了一种新型的法兰形式——刚性双排孔槽形法兰,并与传统法兰作了比较。由于这种连接形式是一种接触非线性问题,因此确定法兰的受力状况十分困难。借助有限元软件,考虑材料非线性和接触非线性,对这种连接形式作了比较详细的内力分析,总结了应力集中的分布区域,给出了内外侧螺栓直径的合理比值。

对使用新型高强度相变诱发塑性钢(trip)钢板拉伸成形的汽车发动机罩内板进行研究,采用bp(backpropagation)神经网络建立内板成形工艺参数与成形质量之间的非线性映射关系,使用多目标遗传算法nsga-ii获得成形最优工艺参数,并利用有限元数值模拟进行验证.研究发现,神经网络结合多目标遗传算法可以获得最优成形工艺参数,使用trip钢板生产大型汽车覆盖件是可行的.

采用有限元成形分析软件deform-3d对三通热成形进行有限元数值模拟与分析;阐述了deform-3d数值模拟在三通热成形工艺中对确定鼓包淬火高度和冷却区温度的的选择等方面的应用。研究结果对三通的设计与制造有一定的指导作用。

针对当今复杂能源系统数值模拟的两大常用分析工具—matlab和fluent,提出了一种基于tcp/ip的协同仿真方法,并将其应用于sofc的多尺度仿真。该方法以winsock为框架,采用文件i/o函数访问共享数据的方式,完成两种工具之间的信息通讯。在sofc多尺度仿真中,利用fluent建立sofc单体的宏观尺度模型,利用matlab建立电化学反应扩散现象的介观尺度模型,通过二者的协同仿真实现两个尺度模型的耦合模拟。结果表明,该方法能有效地完成两种软件之间的协同仿真,且结果较真实地反映了对象的实际特性。

根据已初步开发出的dda模型计算程序,分别就某工程试验洞洞挖和边坡明挖问题进行了计算,并与有限元结果进行了比较。两种开挖问题计算结果表明,dda模型计算结果在岩体开挖位移形态及位移量级上与有限元及实际位移监浊结果都具有较好的可比性,说明该模型所反映的岩体开挖变形趋势是符合实际的,分别就dda模型应用于岩体洞挖和明挖计算时所存在的问题进行了讨论,包括岩体开挖荷鞯施加方式、块体界面特性模拟以及块体系统

采用间接方法生成四边形网格,首先利用改进的两点前沿推进法把计算区域剖分成三角形网格,然后采用插点和细分的技术生成单元全部是四边形的网格,通过边互换、删点和局部插点技术进一步光滑平顺,得到适用于数值计算的网格。剖分结果表明,该方法能够在任意二维平面区域内自动生成全四边形网格,并能生成光滑过渡的局部加密网格和贴体性较好的边界层网格。该方法具有算法简单,计算量少的特点。利用所生成的网格对计算传热学中的典型算例-方腔自然对流进行求解,计算结果与基准解吻合,网格质量能够满足数值分析计算的要求。

数值模拟方法在置换通风中的应用——介绍了置换通风的原理、特性及其发展，分析了数值模拟技术在置换通风的应用。以fluent软件在暖通空调领域中的应用为例,综述了其对工作区域和非工作区域气流的数值模拟，分析室内污染物浓度分布的变化情况的基本流程。得出利...

构造变形数值模拟方法可以综合利用地质、地球物理、地球化学等方法的研究成果,建立和模拟不受时空限制的各种地质模型,是现代地球科学研究的重要方法之一。文章以造山带、盆地及褶皱的模拟为重点,综述了数值模拟方法在构造变形研究中的应用,总结了在地质构造变形研究中进行数值模拟的2大类方法,分析评价了几种通用数值模拟软件的特点及其在构造变形研究中的应用;从地质模型的建立、力学模型的建立、计算模型的建立、模拟结果的分析与评价等方面,分析讨论了进行构造变形数值模拟时应注意的问题。

本文以ｒｅｙｎｏｌｄｓ时匀方程为基础，运用一种扩展ｋ－ε湍流模型对建筑物在近地区作用下的表面风压进行了数值模拟。利用ｎｄｐｆｏｒｔｒａｎ优化编译器在微机上实现了三维问题的模拟计算，对模拟程序的主要模块进行了剖析。文中对－５５ｍ高矩形横截面建筑物的表面风压进行了实例计算，计算的风压值与标准ｋ－ε模型的相应值以及边界层风洞试验的测试值作了比较。

实验研究了激光能量和不同的冲击路径、冲击次数对ta2钛合金板料变形的影响,并用abaqus软件进行了有限元模拟。结果表明:随着激光能量的增加,板料的变形量增大;板料几何尺寸和厚度越大,板料越难变形;冲击次序不同,板的变形量也不同,板的变形以沿板的长度方向且对称冲击为最大。通过数值模拟可优化激光冲击的相关参数,预测板料变形。