板材多点成形时摩擦边界条件的处理方法

提出了具有强烈弯曲效应的大应变,大位移与边界条件三重非线性空间曲壳的有限元列式和多点成形时库仑摩擦边界条件的处理方法引用经典的Ｊ２流动理论研究了马鞍面的多点模具成形和多点压机成形时金属的流动规律。     

曲轴热锻中表层局部微米级裂纹产生机理

基于实验与数值模拟,从坯料体内部自由缺陷在坯料变形过程中发生移动的角度来分析某曲轴连杆轴颈分模面内侧及过渡圆角处的微米级裂纹产生机理.提出将连续的坯料体分为表层优质层和中心次优质层的包覆结构假设,建立了相应的数值模型,通过Deform 3D模拟出曲轴成形过程中这两层金属的流动与分布状态,获得了内部自由缺陷在锻件中的堆积趋势及原工艺下的成形速度场对优质层和次优质层流动的影响规律.结果表明:连杆轴颈分模面附近及过渡圆角处有中心次优质层金属分布并裸露在锻件表面,是自由缺陷富集的危险区;终锻成形过程中连杆轴颈横截面上金属的单方向流动加大了自由缺陷在危险区的聚集趋势.实验证明,出现的微米级裂纹是由从里层转移到表层的、化合物成分为MnS和MoS的夹杂物在锻件表层沿变形方向延伸而形成的一种发状纹.     

铸造热锻模具钢表面复合强化

研究了Al-C-Ti、Fe-C-Ti、Fe-Al-C-Ti体系热爆反应形成的组织和结构,并结合传统的铸造工艺在铸造模具钢表面形成颗粒增强复合层.研究结果表明：20% Fe-10% Al-C-Ti是较理想的复合体系,其热爆温度低于30% Fe-C-Ti体系,在1 200 ℃热爆反应可充分进行,获得颗粒尺寸为1～2 μm的TiC和少量FeAl.铸造过程中热爆形成的表层增强颗粒与钢发生相互扩散,实现了较好的融合,复合层的厚度达4 mm,硬度得到提高,并呈梯度分布.     

基于VUMAT的先进高强度双相钢车身板的拉弯剪切断裂模拟

先进高强度双相钢在小半径拉弯成形中易发生剪切断裂。而传统的方法,如成形极限图(FLD),无法预测这种类型的断裂形式。将在岩土方面应用广泛的Mohr-Coulomb模型用来分析在拉伸弯曲过程中双相钢板的失效行为。基于ABAQUS/Explicit平台的用户材料子程序(VUMAT)接口,开发了基于Hill’48各向异性屈服准则的修正Mohr-Coulomb模型子程序,通过槽型件的拉伸弯曲算例,验证了子程序的正确性及有效性。分析结果表明,Hill’48-MMC模型可以预测先进高强度双相钢的剪切断裂。     

聚碳酸酯板材多点热成形数值模拟与成形精度分析

提出了用于热塑性聚合物板材的柔性成形技术——多点热成形技术。根据高温单向拉伸试验数据确定了不同温度下聚碳酸酯(PC)板材的超弹性材料模型参数。运用有限元软件Abaqus对不同温度和不同成形压力下的PC板材多点热成形过程进行了数值模拟,结果表明:当成形温度与成形压力分别为160℃和10 kPa时,成形件平均形状误差最小。参照数值模拟结果进行了PC板材的多点热成形试验,验证了数值模拟结果的准确性。测量并分析了成形件的成形精度,结果表明:成形件具有较高的成形精度,可以满足工程应用需要。     

热输入对510L钢焊接接头组织和性能的影响

以90 A,110 A和130 A三种不同焊接电流对510L汽车大梁钢进行单层焊,研究了焊接热输入对焊接接头组织和力学性能的影响。研究结果表明,在其他条件相同时,焊接电流为110 A单层焊时,得到的焊缝组织较细,硬度适中,便于机械、锻造、焊接加工。然后以最佳电流值进行多层焊。结果表明,多层焊比单层焊硬度低,具有消除应力和退火作用。     

基于BP神经网络的车身钣金件冲压成形回弹预测

选择车身碰撞盒冲压成形中的压边力、板料厚度、板料初始尺寸和润滑条件作为试验参数进行了冲压成形数值模拟试验与生产试验，并测取了三维空间各点的回弹值；在数值模拟与生产试验的基础上，建立了基于BP神经网络的回弹预测模型，并应用该模型对压边力、板料厚度、润滑条件综合影响下碰撞盒法兰边的回弹进行了模拟和预测，结果表明采用双隐层的4层BP神经网络结构模型能够很好地预测碰撞盒法兰边回弹的大小、回弹的分布和回弹的变化趋势。     

基于OptiStruct的汽车中央通道加强板优化设计

将碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)应用于汽车中央通道加强板,以原金属模型刚度分析的位移结果作为约束条件,使用OptiStruct求解器对复合材料中央通道层合板的铺层厚度进行优化。首先采用自由尺寸优化方法对中通道加强板进行优化设计,获得中通道加强板设计空间的初始样本,从而确定不等厚的铺层设计方案。结构优化中以复合材料的层合板质量为优化目标,以金属结构在轴向压缩、轴向拉伸、侧向弯曲、垂向弯曲、扭转工况等条件下产生的位移量为约束,得到复合材料层合板的铺层优化结果,再通过比对金属材料结构与优化后复合材料层合板结构的刚度和强度,验证优化分析结果满足设计要求。     

糙米三点弯曲破碎力学性能试验分析

分别以糙米的腹部、背部作为承压面,对糙米的三点弯曲破碎力学性能进行了测试.测试结果表明,籽粒腹部、背部的三点弯曲破碎力和破碎力的分布特性存在一定的差异性,即腹部作为承压面的破碎力分布区域较分散,呈现多峰分布,而背部作为承压面的破碎力呈现集中分布的特性;腹部作为承压面的抗弯强度和弹性模量均大于背部,而其断裂能却小于背部.糙米的加工品质与其三点弯曲破碎力学性能之间亦存在一定的相关关系.     

多点成形冲头动态接触压力仿真分析

采用弹塑性有限元法,建立多点模具复杂多接触面的力学模型,对不同材料、不同厚度和不同曲率半径的球形件多点对压成形过程进行数值模拟,分析了冲头最大接触压力的变化过程及其影响因素。结果表明：材料的弹性模量和屈服强度越大,成形件的板厚和变形量越大,所需的成形力就越大,所以冲头的接触压力就越大。