摘要：轴承钢球毛坯螺旋孔型斜轧工艺设计和变形行为较为复杂，传统的解析计算和物理试验方法不能有效揭示其轧制变形机理。探讨总结了钢球毛坯热斜轧成形主要建模技术与方法，基于SIMUFACT有限元软件平台首次建立了钢球毛坯热斜轧成形三维热力耦合有限元仿真模型。基于有限元模拟结果详细分析了轴承钢球毛坯热斜轧成形过程等效应变、应力、温度和轧制力能参数的分布与演变规律，证明钢球毛坯斜轧心部疏松或空洞缺陷的产生是由其在轧制过程承受的循环交变切应力、较高水平的横向拉应力和由多向拉应力引起的较大负静水压应力（正的平均应力）共同作用的结果。

摘要：针对传统马架扩孔装置需依靠人工操作芯轴及环件转动的问题,提出了马架扩孔自动进给装置,并进行结构设计,以提高装置的自动化程度。该装置仅适用于小型环件,为了更大程度地满足需求,开发了一套系列化参数化设计系统,通过该系统可快速设计出一套新的扩孔装置,显著提高设计效率。首先,基于Deform在不同压下量和转动角度下进行数值模拟,确定最佳工艺方案,得出各系列环件的参数;然后,通过对构型进行分析,找出装置设计的内在驱动链,推导出各基本参数的计算公式、校核分析等内容,并基于计算机技术为之提供软件支撑,实现装置的系列化设计;最后,利用现有装置基于CATIA软件建立原型模板,通过参数化建模和CATIA二次开发相互结合,开发出高效实用的计算机辅助设计系统,通过输入不同的参数值即可驱动模型的变更,获得满足设计要求的新模型,实现参数化设计。

摘要：针对2219铝合金5 m级异形截面机匣环锻件,展开冷胀形工艺分析和优化,以达到使环件直径扩大至目标尺寸且使环件各部分的应变均匀性提高的目的。设计了环件的冷胀形工艺,并利用Deform-3D对环件冷胀形工艺进行有限元分析,提取有限元分析结果,并在环件不同位置做应力分析,得出了冷胀形工艺下环件的变形特点和变形规律;结合环件冷胀形工艺的变形特点,对原有胀形工艺进行优化,提高了环件各部分的应变均匀性,并通过实际的胀形工艺实验验证了工艺的有效性。另外,设计了环件胀形时瓣模转动的方案,使环件变形得到优化,优化后的胀形工艺使环件各区域的应变均匀性有了较大提升,为2219铝合金5 m级异形截面机匣环锻件冷胀形工艺提供了一个可靠的理论分析和优化方案。

摘要：铝合金异形截面环件是航天航空和国防装备的重要结构件,铝合金异形截面环件目前多采用自由锻成形或者简化为矩形截面环件后轧制成形,使环件生产周期长、材料利用率低、环件的组织性能差,严重限制了该类环件的应用和发展。针对2A14铝合金锥面筒形环件进行了轧制过程数值模拟和实验研究,提出了形状相似环件毛坯设计方法和锥形环件轧制过程的合理工艺参数范围计算方法,并基于ABAQUS/Explicit平台建立该环件轧制过程的三维热力耦合有限元模型。通过分析毛坯结构对成形环件尺寸误差和变形均匀性的影响,得到了等截面积环件毛坯成形尺寸误差最小的结果。并根据模拟结果进行轧制实验验证,成功轧制出合格的锥面筒形环件。

摘要：针对广泛用于油气管道阀门、航空发动机机匣及结合环中的锥台复合截面环件较难同时获得所需的直径尺寸和台阶形状的问题,提出"等壁厚型"和"变壁厚型"两种环坯设计方法。借助ABAQUS模拟平台,建立两种轧制环坯设计下的锥台复合截面环件轧制过程的有限元仿真模型,分析两种环坯轧制过程中的台阶充型规律及最终的成形环件尺寸误差。结果表明,"变壁厚型"环坯比"等壁厚型"环坯轧制成形后尺寸精度高。为获得最优的尺寸精度,在"变壁厚型"环坯设计基础上,添加尺寸修正系数η。通过对比不同修正系数η下的环坯轧制成形尺寸精度,得出尺寸修正系数η在1<η<1.1范围内的"变壁厚型"环坯为最优环件轧制毛坯。基于模拟结果,在WD51Y-250多功能轧环机上进行锥台复合截面环件轧制实验,验证有限元模拟的可靠性和环坯设计方案的可行性。

摘要：为了应对大吨位精冲机快速缸液压系统高压力、大流量的工况,设计了一种快速缸液压系统和分阶段PID控制方法,并在AMESim软件中建立了仿真模型,对快速缸的压力、速度、位移进行了仿真。仿真结果与精冲机样机上的实验曲线对比,滑块上死点的定位误差在0.01 mm内,仿真位移曲线与给定位移曲线之间的延时误差为0.02 s,从而验证了模型的正确性,满足了精冲工艺的技术要求。通过调整模型参数,对比位移仿真曲线,分析验证了蓄能器的设计能够使大吨位精冲机快速缸系统的运行更快、更平稳且能耗更低。

摘要：带I型纵筋薄壁构件的结构复杂、壁厚不均,在挤压过程中容易发生金属流动不均匀现象,导致型材发生翘曲变形。针对该问题,采用Hyper Xtrude有限元分析软件,研究了挤压速度、坯料初始温度和模具初始温度等工艺参数对挤压成形效果的影响规律,发现坯料初始温度的增大会使金属流速更加均匀,而过大的挤压速度和模具初始温度会加大金属流速的不均匀性。通过正交试验获得最佳成形工艺参数组合:挤压速度为2 mm·s^(-1),坯料初始温度为480℃,模具初始温度为440℃。最后进行了相应的挤压试验,并成功获得高精度带I型纵筋薄壁构件样品。该研究工作为此类构件的挤压成形工艺及模具的优化设计提供了理论参考。

摘要：针对45钢三维点式感应淬火工艺进行参数设计,建立点式感应淬火过程的电磁场及温度场的非线性偏微分方程组,在有限元软件ANSYS中使用耦合场分析的方法实现了对加热功率为36kW,电流频率为50kHz的感应热处理工艺的数值模拟。结果表明,在综合考虑表面组织完全奥氏体化及感应加热效率的情况下,该工艺的最佳加热时间约为2s。通过模拟分别得到使用冷却水和冷却油作为冷却介质时的感应淬火过程中的温度变化规律,结合45钢的连续冷却转变曲线,以马氏体转变临界冷却速度为判断依据,对淬火后工件表面组织进行预测,结果表明两种淬火条件均可以实现表面组织马氏体转变,实现工件的表面强化,且淬硬深度均约为1.0mm。

摘要：利用自行设计的带有加热系统的半球模具在不同的成形工艺参数下对连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料单向层合板进行热冲压成形实验,使用光学显微镜对实验制件的成形质量进行分析。结果表明,提高预热温度可以降低树脂黏度,从而降低成形所需冲压力,提高冲压速度增大了成形所需冲压力。在相同的冲压速度下,预热200℃时,所得制件的厚度差最小。在相同的预热温度下,当冲压速度小于200 mm/min时,随着冲压速度的增大,所得制件的厚度差值逐渐减小。冲压过程中树脂流动不平衡往往伴随着制件的成形缺陷。本实验条件下,预热温度200℃,冲压速度150 mm/min时,可得到较好成形质量的制件。

摘要：以GCr15轴承套圈为研究对象,引入冷热复合处理工艺,将一次冷处理＋一次低温回火作为一个冷热循环,设计了不同的实验方案,研究了冷热循环前的组织状态、冷处理温度及冷热循环次数对GCr15轴承钢微观组织形态、碳化物性质、材料硬度的影响规律。结果表明：淬火后直接进行冷热复合处理,低的冷处理温度和增加循环次数能有效增加组织及碳化物的均匀性,提高宏观硬度和组织的稳定性。