摘要：以贮箱整底用2219铝合金板材为研究对象,根据实际充液拉深成形过程,开展了充液拉深成形仿真模拟。为探究仿真中不同单元类型对起皱预测的影响,设计并开展了长杆压缩实验,并利用实体单元以及具有不同参考面选择的壳单元进行有限元仿真,分析了不同单元类型下试样的失稳特性。对比实验和仿真结果发现,与实体单元相比,壳单元参考面的选择影响单元厚度方向求解域的连续性,严重失稳情况下单元厚度方向求解域可能发生重叠或缺失,进而造成计算结果偏差较大,并且壳单元忽略薄板沿厚度方向的应力,对失稳的几何响应比实体单元更加敏感。在充液拉深仿真中,零件最终起皱情况对充液压力施加初期零件表面初始几何起皱较为敏感,当零件表面具有一定的初始起皱时,均匀分布的法向充液压力会在失稳起皱区域处形成平衡,并在后续变形过程中演化成更严重的起皱缺陷。

摘要：K439B是一种服役温度可达800℃以上的新型镍基高温合金,由于铸件结构向着薄壁化方向发展,有必要开展K439B合金薄壁铸件的微观组织特征研究。为此设计了壁厚分别为1 mm和2 mm的薄壁铸件,进行了精密铸造实验和数值模拟。铸件的铸态组织对比分析表明,壁厚1 mm和2 mm薄壁的枝晶生长方向均为沿型壁指向中心,区别在于1 mm薄壁的枝晶生长方向与型壁夹角更接近垂直,并且1 mm和2 mm薄壁的平均一次枝晶臂间距分别为60.64μm和46.23μm;平均二次枝晶臂间距分别为19.31μm和22.69μm;并且1 mm薄板的平均晶粒尺寸为216.61μm,2 mm薄板的平均晶粒尺寸为239.11μm。结合数值模拟分析表明,枝晶臂间距与温度梯度和冷却速率的关系趋势基本符合已有的经验公式,但是当壁厚减小到某临界厚度时,一次枝晶臂间距与温度梯度和冷却速率的关系不再简单符合该经验公式。实验和模拟分析结果为合理制订K439B合金薄壁件的铸造工艺提供了参考和借鉴。

摘要：To study the mechanism of ultrasonic vibration assisted forming,the static and vibration assisted compression tests of aluminum 1050 were carried out via a 25 kHz high-frequency ultrasonic vibration *** is found that vibration reduces the flow resistance and improves the surface *** force reduction level is proportional to the ultrasonic vibration *** using numerical simulation of static and vibration assisted compression tests,the deformation characteristics of material were *** the vibration,the friction between the materials and tools *** stress superposition and friction effects are found to be two major reasons for reducing the ***,the force reduction because of stress superposition and friction effects is still less than the actual force reduction from the tests,which suggests that softening effect may be one of the other reasons to reduce the force.

摘要：基于中厚板高凸台挤压成形过程中影响凸台高度的3种常见缺陷,提出了有效体积利用率的概念.以此为指标,运用正交试验的方法,对成形过程中影响凸台成形质量的工艺参数进行分析,确定了关键工艺参数,并分析了这些参数对凸台挤压成形有效体积利用率的影响规律.研究结果为板料高凸台挤压成形工艺设计与模具优化提供了一定参考.

摘要：为降低薄壁注塑件的翘曲变形,提出了基于Kriging模型的工艺稳健优化方案。特别地,研究并提出了基于变异粒子群算法的Kriging模型建立与优化算方法,建立了注塑工艺参数和翘曲变形之间的Kriging模型。通过实验设计、CAE仿真结果数据建立起Kriging模型,并结合变异粒子群算法实现了工艺的优化设计。在此基础上,为减少工艺参数波动对注塑件质量的影响,建立了注塑成型的6 Sigma稳健优化设计方法,提高了工艺的稳健性与可靠度。以汽车出风口壳体为计算用例,结果表明,基于Kriging模型与变异粒子群算法的工艺稳健优化策略在小样本情况下能够得到较高质量的稳健优化参数组合。

摘要：利用自主设计的超声振动实验装置,在超声振动条件下对介观尺度纯钛TA1微圆柱进行了镦粗实验,研究了超声振动对介观尺度纯钛流动应力的影响。结果表明,随着超声振动功率的增大,真实应力下降的幅度增大。在试样尺寸不变条件下施加超声振动,随着晶粒尺寸的增大,真实应力下降的幅度减小;在晶粒尺寸不变条件下施加超声振动,随着试样尺寸的增大,真实应力下降的幅度减小。同时,随着超声振动功率的增大,材料的硬化指数增大。在试样尺寸不变条件下施加超声振动,随着晶粒尺寸的增大,材料的硬化指数逐渐增大;在晶粒尺寸不变条件下施加超声振动,随着试样尺寸的增大,材料的硬化指数逐渐增大。

摘要：针对镍基高温合金反重力铸造工艺中传统压力曲线设计方法的不足,充分考虑铸件沿充型方向的变截面结构特征,通过CAD软件的二次开发,实现铸件截面积的自动计算,以定量化描述铸件的截面变化特征。基于伯努利方程和流量守恒方程,推导出充型压力与金属液面上升速度之间的关系,提出基于铸件截面积自动计算的新型压力曲线设计方法。在此基础上,对镍基高温合金铸件的反重力铸造过程进行数值分析。充型模拟结果表明:与传统压力曲线设计方法相比,新型设计方法确定的压力曲线能使最小截面处充型速度峰值由0.611 m/s降至0.439 m/s,降幅达28.15%,有效避免金属液震荡和飞溅;同时可缩短充型时间,确保金属液快速平稳充型。水力学实验和浇注实验表明,新型压力曲线的充型液面更平稳,能有效抑制铸造缺陷,证明新型压力曲线设计方法的有效性,为合理设计反重力压力曲线提供依据。

摘要：精密锻造是一种近净成形或净成形技术,来自工业界的现实需求推动了该项技术的发展。针对精锻工艺、锻造模具、复杂件锻造成形以及数值模拟在精锻中的应用分别作了介绍。在工艺方面,出现了具有代表性的温锻-冷锻联合成形、分流锻造成形、流动控制成形、冲锻复合成形与闭塞锻造等新型精锻工艺;在模具结构设计方面,形成了新的方法与理念;在复杂零件的开发方面,围绕具体零件开展的工艺创新与实践依然十分活跃,虽然受到一定的应用限制,但仍具有重要的实际意义;在数值模拟技术应用方面,不断成熟的数值模拟技术使用广泛且逐渐成为必备的研发分析工具。结合以上精锻技术的发展现状,指出了精锻技术在未来的发展趋势。

摘要：为解决实际生产中丁字臂锻件直孔端附近出现的裂纹问题,基于数值模拟对相应的温度场、等效应变场和速度场进行分析,认为直孔端附近材料的流动速度快且梯度大可能是引起裂纹的主要原因。在此基础上,提出了增设阻力沟的飞边结构设计和一模两件锻模设计的两种改进方案。结果表明,增设阻力沟可有效地降低直孔端处桥部飞边的流动速度,但是无法改变其流动速度不断增大的趋势;一模两件工艺方案,改变了直孔端的金属流动模式,改善了危险区域流动均匀性并获得较为均匀的温度场。后续将安排实际工艺试验,进一步开展验证工作。

摘要：以端盖注塑件为例,运用正交试验结合CAE模拟技术,研究定模温度、动模温度、熔体温度、螺杆速度及位置、保压时间和压力对塑件翘曲变形的影响规律,优选出对翘曲变形量影响最小的工艺参数组合。在此基础上,利用复合形法对影响翘曲变形量最大的3个因素(定模温度、保压时间、保压压力)进行优化设计,从而进一步减小塑件翘曲变形量。