激光冲压钛板小曲率成形研究

用ABAQUS软件对激光冲压TA2板料成形进行了仿真,探讨了激光参数、板料性能、约束边界冲击路径等条件对板料小曲率成形的影响,获得了在激光连续冲击条件下,板料成形深度、成形轮廓与激光参数、约束边界条件和冲击路径之间的变化规律。利用激光冲击波技术对钛合金板料进行了成形实验,所采用的激光波长为1.054μm,脉宽约23ns,能量35J左右,有效光斑直径为8mm,脉冲的重复率为0.5Hz。实验结果表明,建立的模型和加载方式及所用算法是正确的。     

曲轴激光喷丸强化数值仿真

采用数值仿真的方法,研究了激光冲击强化对175A型柴油机曲轴疲劳寿命的影响,取得了数值仿真条件下曲轴过渡圆角处残余应力场的数据,数值仿真结果和实验结果的对比分析表明:数值仿真结果和实验结果较为接近,从而验证所采用的材料本构模型、冲击波峰值压力和冲击波作用时间是精确的.通过此类激光冲击强化仿真分析,可优化激光冲击的相关参数,使曲轴过渡圆角产生有利的残余应力场,从而为激光冲击强化曲轴提供优化的工艺参数.     

基于ABAQUS的金属板料激光冲击成形数值模拟

在激光冲击波加载转换模型的基础上,以有限元分析软件ABAQUS／CAE为平台,对圆形板料进行了直线形轨迹和圆形轨迹多点冲击成形的数值模拟,探索了冲击轨迹、应力分布和板料变形之间的相互关系。数值模拟分析表明,对圆形板料进行多点冲击成形时,选择圆形轨迹是最佳的。根据模拟结果对铝合金板料试样进行了无间隔冲击成形的实验,获得了和数值模拟相同的成形结果,模拟和实验结果一致性较好。     

铝合金6061-T6高速切削物理仿真材料本构模型

在分离式Hopkinson压杆实验(SHPB)和准静态压缩实验装置上对铝合金6061-T6进行了高温(20～ 500℃)高应变率(达104/s)下的动、静态力学性能实验,在获得应变强化、应变率强化和热软化效应曲线的基础上,修正了经典的JC(Johnson-Cook)方程,并在仿真模型中验证了所得MJC方程的有效性.研究表明:铝合金6061-T6材料流变应力随应变和应变率的升高而升高,随变形温度升高而降低;提出的JC修正方程较JC方程具有更高的本构关系描述精度;所获得的铝合金6061-T6材料本构方程,为该材料高速切削物理仿真提供了精确的 动、静态材料模型参数.     

岩质边坡开挖卸荷非线性弹性本构摸型研究

基于三峡永久船闸高边坡岩体开挖卸荷物理模拟试验结果,假定岩体卸荷应力～应变曲线为双曲线型非线性弹性曲线,据此提出了岩质边坡开挖卸荷双曲线型非线性弹性本构模型,克服了常规弹塑性本构模型假定岩体卸荷阶段应力应变关系为线弹性的缺陷.该模型变形模量采用应力应变曲线的切线模量,其随着岩体应力水平的降低而降低,体现了岩体在卸荷作用下的变形模量的衰减特征.该模型对三峡永久船闸高边坡岩体开挖卸荷物理模拟试验应力应变曲线的拟合程度非常高,表明该模型在理论上可行,同时工程实例的分析也表明该模型在应用上可行.     

板料激光斜冲击下受力变形数学分析

金属板材的激光冲击成形通常采用激光束垂直作用于工件表面,产生垂直于表面的冲击波作用力使板料变形,但在曲面零件成形时很难满足法向垂直冲击,因此有必要对斜冲击下板料力学变形特性进行研究。本文研究了激光斜冲击受力变形模型,对板料深度方向(z轴)变形公式、板料短轴(y轴)在水平方向上变形公式进行了理论推导计算,通过把两变形合成,得到短轴(y轴)在空间内总变形公式,最后把实验测量结果与理论计算结果进行了比较,得出两者相符的结论。     

基于绝对节点坐标法的气动软体驱动器建模

采用基于Yeoh本构的绝对节点坐标四面体单元对软体驱动器进行建模,并对其进行力学分析。基于应变能密度函数,推导了Yeoh本构模型的弹性力阵及其导数阵;根据虚功原理建立了多腔体气动软体驱动器静力学平衡方程。由于橡胶等超弹性材料不易收敛,采用载荷增量法对静力学平衡方程进行求解。将仿真结果与ABAQUS的仿真结果进行对比,可知随着单元数的增加,绝对节点坐标四面体单元结果与ABAQUS仿真结果趋于一致,验证了绝对节点坐标四面体单元对气动软体驱动器建模的正确性。     

葵花籽压榨过程中的塑性模

对葵花籽散粒体侧限压榨下的应力-应变关系和侧向压力进行了试验.根据侧限压榨符合三次幂曲线模型的试验结果,采用Kuhn屈服准则并结合实际侧限压榨过程中的粘弹塑性过程,确定主要塑性模型的参数,建立了基于增量理论的葵花籽散粒体侧限压榨本构方程.并通过试验得出了葵花籽应变的理论计算值与试验实测值最大相对误差为19.7%,平均相对误差5.3%,验证了基于Kuhn屈服准则建立的压榨模型能较好地描述葵花籽压榨过程中的塑性变形.     

板料激光冲击变形的实验和有限元数值模拟

研究了激光能量和约束孔径等参数对 SU S30 4不锈钢板料变形的影响 ,并用 ANSYS/ L SDYNA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 ;板料初始约束孔径越大 ,板料越容易变形 ;板料几何尺寸和厚度越大 ,板料越难变形。通过数值模拟的方法可优化激光冲击的相关参数 ,预测板料变形 ;通过改变激光参数和边界条件可获得所需的变形量。     

塑性混凝土三轴受压本构关系试验研究

试验研究了掺黏土和膨润土龄期(540 d)的塑性混凝土三轴受压本构关系。根据定侧压三轴试验拟合不同围压下的塑性混凝土应力-应变曲线,对比发现(σ1=0.4 MPa,σ2=0.6 MPa)、(σ1=0.4 MPa,σ2=0.8 MPa)中高侧向围压下的应力-应变曲线基本一致,中高侧向围压下的应力-应变曲线上升段斜率及峰值压力比(σ1=0.2 MPa,σ2=0.4 MPa)低侧向围压的应力-应变曲线上升段斜率和峰值压力大,此外还提出了塑性混凝土定侧压情况下的峰值割线模量计算公式及三轴受压本构关系模型,为塑性混凝土三轴受压条件下数值仿真分析提供了依据,进一步推动塑性混凝土的工程应用。     

激光冲击约束层和吸收层的研究

为提高激光冲击效果,并提高生产效率,分别使用改进配方后的黑漆涂层配合水约束层和柔性贴膜技术对奥氏体不锈钢进行激光冲击试验,对冲击后的硬度和残余压应力进行分析比较。结果表明改进后的吸收层有更好的防护能力,且与水约束层配合可连续冲击,柔性贴膜技术提高了约束效果。     

激光冲击强化2024-T3铝合金的数值模拟与试验

表面冲击坑深度和残余应力大小是评价激光冲击强化效果的两个重要指标。采用数值模拟软件对激光冲击强化2024-T3铝合金进行了数值模拟,对模拟过程中的关键技术问题进行了处理,建立了有限元分析模型,并进行了试验验证。数值模拟的冲击坑深度和试验值相差为5.78%,模拟的表面残余压应力的最大值与试验所得的数值偏差为2.7%。     

农业机械的振动问题与减振方法的研究

农业机械的振动是指机械系统中的位移、速度和加速度的震荡现象。而农业机械的振动问题严重地影响着机械的正常工作。为此，综合分析了常见的农业机械的振动问题，并提出了具体的减振方案；同时，利用实验研究的方法，对相关的措施进行了分析；比较实验结论，确定合理的优化减振方案，降低了机械的损耗。     

金属板料成形过程的数值分析

采用刚塑性大变形有限元法成功地模拟了圆板半球凸模胀形的成形过程，分析了材料参数即应变硬化指数，应变速率敏感指数，厚向异性系数和摩擦条件艰胀形件厚度分布的影响。将含有变形损伤效应的本构方程应用于有限元模拟程序，对叠加静水压力对材料内部孔洞长大过程的影响进行了数值分析。模拟结果与实验结果吻合，从而为应用有限元法指导板料成表的工艺设计提供了依据。     

动态显式分析在冲压件结构优化设计中的运用

针对车身冲压件结构复杂,成形易产生缺陷的特点,运用非线性动态显式有限元方法,采用弹塑性各向同性材料本构模型,提出了基于非线性动态显式分析的冲压件结构设计优化方法。利用MSC-Dytran对某型号轿车的前横梁托架进行冲压过程的计算机模拟,对零件毛坯在冲压成形后的缺陷进行了分析,提出了结构修改方案,最终完成了结构优化设计。结果表明,零件结构修改可以有效避免冲压缺陷产生,并说明用非线性动态显式有限元方法进行冲压过程分析结果的可靠性和基于非线性动态显式分析的冲压件结构设计优化方法的可行性。     

基于响应面的前纵梁柔性焊装夹具优化设计

前纵梁由薄板冲压件焊接而成,具有薄板冲压件的易变形性和制造误差特性。提出一种基于响应面与3DCS仿真分析相结合的汽车前纵梁柔性焊装夹具定位点布置方案设计的方法。对某汽车前纵梁装配过程进行偏差仿真分析,建立能够反映装配偏差源与装配偏差关系的仿真模型。结合汽车前纵梁结构特性以定位点横坐标为设计变量,通过响应面法中Box-Behnken Design(BBD)实验设计方法设计出试验样本方案。利用3DCS偏差分析软件建立某汽车前纵梁柔性装配偏差仿真模型,仿真分析得到装配偏差值,以关键测点偏差的6σ值的均方根作为系统响应,构建响应面代理模型。最后,用Design-Expert软件优化出让装配偏差最小的最优布置方案。