摘要：环件径-轴向轧制是极大尺度无缝环件整体塑性成形的不可替代技术,主轧阶段环件匀速长大是径-轴向稳定轧制的一种理想状态,如何通过合理的控制策略获得逼近理想设计的环件匀速长大状态,是极大尺度环件径-轴向轧制过程稳定性控制的关键问题。为解决这样的问题,提出一种面向实际轧制过程的设计驱动下环件外径长大速度理论控制方法。首先提出轧制过程中环件实时尺寸的测量方法实现对长大速度的实时监控;其次在ABAQUS平台中通过用户子程序VUAMP进行二次开发建立一种设计驱动下环件长大速度控制方法(理想状态控制方法),此方法需要的参数由等效尺寸模型计算以消除环件几何不规则引起的误差(尺寸修正控制方法),最后通过误差实时反馈调控策略消除动态缺陷引起的小幅误差使得长大速度精确逼近目标值,形成一种过程与设计相结合的主轧阶段外径匀速长大理想状态的精准闭环控制模型(基于尺寸修正的闭环控制方法)。结果表明,稳定的长大速度能够降低主轧阶段环件的偏心程度同时改善最终环件的椭圆度,为实际极大尺度环件轧制过程稳健控制提供了可靠手段。

摘要：以Al3003铝和HC180钢的高速冲击连接工艺为研究对象,建立二维有限元算法(Finiteelementmethod,FEM)和光滑粒子算法(Smoothed particle hydrodynamics,SPH)耦合分析模型,研究冲击连接工艺参数对铝钢接头界面特征形成的影响规律。结果表明,随着冲击速度的增加,波形界面的波幅尺寸会随之增加;而随着冲击角度的增加,波形界面波幅则会先增加后趋于平稳甚至降低。同时通过对HC180钢/Al3003铝合金板材的箔片气化冲击焊接试验研究验证了模拟分析结果,并分析放电能量对连接界面形貌的影响规律。随着放电能量的增加,铝钢连接界面波幅增加;当放电能量达到8.4 kJ时,界面出现漩涡结构和嵌入两侧基材的颗粒。连接界面附近会发生明显的晶粒细化现象,且随着冲击角度增加,界面附近细晶区域的面积逐渐增加。界面温度场模拟结果表明漩涡内部产生较大温升,电子探针(Electronprobemicro-analysis,EPMA)分析结果表明漩涡内部产生了铝铁金属间化合物。金属间化物主要以颗粒的形式嵌入母材基体中或分布在界面漩涡结构内部,且随着初始冲击角度的增加,元素扩散加剧,嵌入颗粒尺寸与嵌入深度均有增加。

摘要：以外径为Φ350 mm的内凹形截面铝合金环件为研究对象,设计了两种不同的环件毛坯,采用ABAQUS有限元软件对环件轧制过程进行数值模拟。通过模拟计算分析了内凹型截面铝合金环件轧制过程中拉缩缺陷的形成过程和形成机理,发现环件内侧的径向拉缩随着环坯与芯辊的逐渐贴合呈现先增大后消失的现象,底部的轴向拉缩越靠近内侧,其尺寸越大。轧制过程中,最大塑性等效应变位于环件外表面中部位置;轧制结束时,环件中部的塑性变形较大,下部区域的等效应变较小。此外,对两种环件毛坯的填充效果、轧制力和等效应变进行了对比分析,结果表明,采用异形毛坯具有更好的填充效果和更小的轴向偏载。根据模拟结果对异形毛坯进行了轧制实验,轧制出合格的目标环件。

摘要：为了研究铝合金带交叉筋筒形零件热摆辗成形过程中交叉筋的几何参数对筋部充填不满、折叠等成形质量问题的影响规律,以交叉筋的宽度和高度为变量,采用Box-Behnke设计(BBD)方法进行了试验设计,利用有限元方法模拟了具有不同筋高和筋宽的筒形零件的热摆辗成形过程,计算了成形结束时不同筋高和筋宽时筋部的充填质量和折叠率,建立了以交叉筋的宽度和高度为设计变量,以筋部的充填质量和折叠率为目标的二次多项式响应面模型。结合响应面模型和有限元方法,得到了不同筋宽和筋高下零件的成形质量,预测了成形质量最佳时交叉筋的高度和宽度,利用有限元对预测结果进行了模拟和验证。结果表明:当高筋的高宽比小于6时,筋部的充填质量较好;随着筋宽的增加,折叠率逐渐减小;优化后零件的筋部充填完整,折叠缺陷极少,模拟结果与预测结果一致,验证了响应面模型的准确性。

摘要：叶片前后缘的形位对叶片气动性能有着显著影响,且其分割结果也严重影响特征参数的精密计算。现有的叶片前后缘分割算法大多基于拓延算法的实现与改进,但是拓延算法本身尚不能自适应叶型截面尺寸来分割点云,而后续的改进算法在轮廓线误差控制上仍有待加强。针对叶片截面线前后缘的点云精确分割问题,参照椭圆弧叶型的造型设计特点,提出了基于拐点检测的前后缘评定算法。通过对截面线点云旋转、截取、顺时针排序以及拐点检测处理,实现了在高精度测量条件下对叶片前后缘的精确分割。最后设计了对比实验,验证了本文算法可以定性地分割叶片前后缘,并在线轮廓误差上保持了较低水平;论证了在逐点拓延椭圆拟合过程中,从凹性点即开始影响线轮廓误差。

摘要：轴承是广泛应用的机械基础零件,其制造技术体现了国家机械制造能力和水平。轴承环轧制是一种连续局部塑性成形技术,也是国际高性能轴承先进成形制造技术。基于作者在轴承环轧制成形领域的研究基础,对我国轴承环轧制成形理论和技术现状和发展进行系统介绍:分析轴承环轧制成形特点;阐述轴承环轧制成形理论,包括轧环条件和力能计算方法,以及轴承环轧制成形技术设计方法,包括轧辊、毛坯、轧制变形量和进给规程;介绍我国轴承环冷轧和热轧成形技术与装备开发和应用成果;展望当前我国轴承环轧制成形理论和技术发展趋势。经过20多年的研究开发和生产应用发展,我国已经成为世界轴承环重要制造基地。

摘要：为了贯彻高等学校各类课程“三全育人”精神,针对材料成型CAD/CAM综合实验课程特点,以《中国制造2025》为切入点,以实验专业知识和实验项目为载体,从专业认同感、职业素养、创新精神和社会责任感等方面,挖掘该实验课程思政元素,构建材料成型CAD/CAM综合实验课程思政教学体系。将思想教育合理地融入课程实验理论和实践教学中,使学生在学习专业知识、提高综合实践能力和培养创新能力的同时,塑造正确的价值观和科学观,发挥专业课立德树人的引领作用。

摘要：由于节能、环保的需要,轻量化已成为现代结构设计的主流趋势,作为最轻的金属结构材料,镁合金受到强烈的关注。但由于其室温塑性较差,现有产品主要采用压铸法制造。由于镁合金板材在200～400℃时表现出良好的塑性,因此温热成形成为一种很好的方法;电磁成形是一种高能高速率成形工艺(应变速率大于103～104 s–1),能显著提高金属板材的成形性能,并且不需要润滑。充分利用温成形与电磁成形的复合优势来提高镁合金板材的成形性能,研究电压、电容、温度等工艺参数对镁合金板材温热电磁胀形高度的影响规律,结果表明:在一定的范围内提高电压或增加电容,胀形高度得到提高;增加电压比增加电容能更有效地提高胀形高度;在相同的放电能量下,成形温度提高时,板材胀形高度先降低(θ<150℃)然后增加(150℃<θ<230℃);随着成形温度增加,极限胀形高度增加,但所需的放电能量增加。

摘要：本文采用预成形−高速冲击点焊工艺,获得到了连接强度较好的DP590/Al3003异种材料点焊接头。通过光滑粒子动力学模拟方法(SPH)分析了接头连接界面形成规律,并实验研究了接头界面特征与形成机理。结果表明:接头界面具有波形特征,连接强度与波形界面的波形参数存在一定关系;预成形直径较小或放电能量较低时外侧区域界面波形不明显;随预成形直径增加,外侧区域出现界面波且波长波幅呈增加趋势;一定范围内,随放电能量增加,即飞板速度增加时,连接界面中间区域的界面波的波长逐渐减小而波幅增加,外侧区域界面波波长和波幅均增大,连接强度增加;SEM和EDS分析结果表明,连接界面产生了裂纹和旋涡组织,并生成了少量金属间化合物。

摘要：针对汽车覆盖件成形工艺复杂、设计周期长等问题,开展了基于STL三角网格的汽车覆盖件特征识别方法研究。首先构建了汽车覆盖件成形特征体系,将覆盖件零件按形状和成形方式分解为若干成形特征,并利用CAD软件提取了汽车覆盖件STL文件,获取了构成自由曲面的三角面网格信息。再对分块曲面分类及拓扑关系重构,建立了孔、凸台、U型等特征的拓扑矩阵。最后,以某车型防撞梁为例进行了特征识别验证。结果表明,所提出的方法适用于汽车覆盖件零件表面三角网格特征线的提取与成形特征快速识别。