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有限元數(shù)值模擬技術(shù)在塑性加工中的應(yīng)用[ 02-17 10:05 ]

鍛造成形是現(xiàn)代制造業(yè)中重要的加工方法之一，其質(zhì)量是直接影響裝備的運(yùn)行可靠性，還一直是交通、航空、航天、兵器等工業(yè)重要的基礎(chǔ)。大鍛件生產(chǎn)前期投入大，一旦產(chǎn)品報(bào)廢，所造成的損失巨大，工藝人員在制定新工藝時(shí)無法根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定是否合理，只能憑經(jīng)驗(yàn)采用試錯(cuò)法，采用大量的實(shí)驗(yàn)方法研究，帶來經(jīng)濟(jì)上和時(shí)間上的損失。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)不僅改變了我們的生活方式，而且也促進(jìn)了數(shù)值模擬技術(shù)的進(jìn)步。下圖是以有限元模擬技術(shù)為指導(dǎo)的鍛造工藝研發(fā)流程圖。在塑性成形加工工藝過程中，利用有限元數(shù)值模擬的優(yōu)化和控制產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)加工過程具有

鋁合金高溫變形軟化機(jī)制的研究[ 02-17 09:05 ]

高溫變形或熱加工指的是變形溫度高于金屬再結(jié)晶溫度的加工。熱加工可分為金屬鑄造、焊接和金屬熱處理等工藝。在不同的變形條件下，在高溫變形過程中不僅存在著金屬的流動(dòng)，而且還伴隨著組織的變化。一直以來，按照層錯(cuò)能的高低可將金屬與合金分為兩類:即動(dòng)態(tài)回復(fù)型和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶型。由于熱加工的溫度很高，金屬的變形和回復(fù)同時(shí)發(fā)生，即加工硬化和軟化兩個(gè)相反的過程同時(shí)進(jìn)行。在熱變形時(shí)，由加熱溫度和外力共同作用下而發(fā)生的回復(fù)過程稱為“動(dòng)態(tài)回復(fù)”。金屬原子在回復(fù)過程中通過熱激活，空位擴(kuò)散、位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)(滑移、攀移)相消和位錯(cuò)

鋁合金高溫塑性流變行為的流變應(yīng)力的研究[ 02-17 08:05 ]

材料在一定的變形溫度、應(yīng)變和應(yīng)變速率下的屈服極限稱為其流變應(yīng)力。熱變形流變應(yīng)力是材料在高溫下的塑性指標(biāo)之一，在合金化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)一定的情況下，主要受變形參數(shù)的影響，是金屬內(nèi)部顯微組織演變和性能在變形過程中變化的綜合反映。研究合金的熱變形行為有利于了解合金高溫變形的物理本質(zhì)，為制定和優(yōu)化工藝參數(shù)提供一個(gè)依據(jù)。鋁及其合金熱變形過程中流變應(yīng)力的變化取決于應(yīng)變量。、應(yīng)變速率￡、變形溫度T、化學(xué)成分C及內(nèi)部顯微組織結(jié)構(gòu)S等幾個(gè)因素。其公式通?？杀硎緸椋河捎趯?shí)際熱變形過程中材料的化學(xué)成分組成是基本不變的(可用某一特定的材料

鋁合金高溫塑性變形研究常用設(shè)施[ 02-16 10:05 ]

目前國內(nèi)常用的模擬機(jī)主要有兩種: Gleeble和Thermecmaste:兩種。本論文高溫壓縮試驗(yàn)是在Gleeble-1500D熱模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)由三個(gè)主要控制系統(tǒng)(計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、熱學(xué)控制系統(tǒng)和力學(xué)控制系統(tǒng))和五個(gè)設(shè)備單元(計(jì)算機(jī)終端、主控單元、試樣單元、液壓動(dòng)力單元和真空單元)構(gòu)成。試驗(yàn)原理如圖1.3所示，試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以利用計(jì)算機(jī)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤和電子瞬時(shí)記錄。熱模擬試驗(yàn)機(jī)的意義在于利用其加熱溫度高、升降溫速度快、料成分的變化，能和力學(xué)性能;開發(fā)出具備某種結(jié)構(gòu)特征和組織特征的新型材料，誤差小的特點(diǎn)通過材以

鋁合金高溫塑性變形的研究方法[ 02-16 09:05 ]

在研究鋁合金高溫塑性變形行為時(shí)要借助一些基本的實(shí)驗(yàn)方法:單軸拉伸、扭轉(zhuǎn)和壓縮。這些基本實(shí)驗(yàn)方法的采用有利于建立起有關(guān)的材料成形性的指標(biāo)和熱變形特征。本論文是在Gleeble-1500D熱力模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行高溫壓縮實(shí)驗(yàn)，是通過對(duì)試樣進(jìn)行墩粗來實(shí)現(xiàn)的。熱力模擬實(shí)驗(yàn)的變形條件主要是指壓頭位移速度、位移和加熱溫度。1)拉伸實(shí)驗(yàn)拉伸實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于擠壓變形和模擬拉拔的實(shí)驗(yàn)中，是指在承受軸向拉伸載荷下測(cè)定材料特性的試驗(yàn)方法。拉伸流變應(yīng)力對(duì)評(píng)價(jià)工模具負(fù)荷、壽命和摩擦效應(yīng)以及變形溫升效應(yīng)等有著直接的關(guān)系，而斷面的收縮率伸長率則反映了材料

高溫塑性流變行為的研究現(xiàn)狀[ 02-16 08:05 ]

高溫流變應(yīng)力是金屬材料在高溫下的基本性能之一，它不但受合金化學(xué)成分和變形參數(shù)的影響，而且也是變形體內(nèi)部微觀組織演變的綜合反映(如下圖1.2)。由于在此過程中溫度和應(yīng)變速率會(huì)不斷地變化，金屬材料的塑性變形組織變化是很復(fù)雜的，這些復(fù)雜變化難以用科研理論進(jìn)行解釋各種變形條件對(duì)流變應(yīng)力的影響。這說明了無論是在金屬的相關(guān)塑性變形理論的研究方向上，還是在制定恰當(dāng)合理的熱加工工藝方案，進(jìn)行高溫塑性變形行為的研究都是有非常重要意義的。近幾年來，在高溫塑性變形行為的研究領(lǐng)域方面:在研究關(guān)于純Mg和ZK60合金高溫塑性變形行為的過程中

國內(nèi)超高強(qiáng)鋁合金的進(jìn)展[ 02-15 10:05 ]

上世紀(jì)60年代開始，我國針對(duì)對(duì)國外高強(qiáng)鋁合金一直處于仿制階段，自主研發(fā)少，還有由于專利限制，無法仿制。但隨著改革開放的深入，我國的鋁合金工程化研究得到了快速的發(fā)展。20世紀(jì)80年代初以來，為滿足生產(chǎn)強(qiáng)度更高、疲勞壽命更長等性能要求，我國投入大量人力、物力，由東北輕合金加工廠、北京航空材料研究院、中南大學(xué)、東北大學(xué)等單位承擔(dān)并完成了關(guān)于新型高強(qiáng)A1-Zn-Mg-Cu鋁合金多項(xiàng)國家攻關(guān)課題，對(duì)合金化以及制備計(jì)算進(jìn)行了深入研究，以滿足我國飛機(jī)設(shè)計(jì)的選材和引進(jìn)飛機(jī)材料國有化，其中多項(xiàng)成果達(dá)到了國際先進(jìn)水平。在“

國外超高強(qiáng)鋁合金的進(jìn)展[ 02-15 09:05 ]

從20世紀(jì)20年代開始，科學(xué)家在AI-Zn-Mg系合金的基礎(chǔ)上研究、發(fā)展與完善超高強(qiáng)A1-Zn-Mg-Cu合金，而且從AI-Zn-Mg-Cu合金的合金成分設(shè)計(jì)、熱處理制度以及微觀結(jié)構(gòu)的觀察等方面的研究都與AI-Zn-Mg系合金密切相關(guān)。1923~1924年，德國的兩位科學(xué)家B.贊杰爾和K.明斯涅爾一起發(fā)現(xiàn)了Mg, Zn的共同熱處理強(qiáng)化效應(yīng)。1932年，L.J威貝爾在AI-Zn-Mg系合金中加入Cu, Mn元素，研發(fā)了第一種以A1-Zn-Mg-Cu為基的高強(qiáng)鋁合金。此后，在1935~1939年期間，日本科學(xué)家添加Cr

鋁合金的分類[ 02-15 08:05 ]

鋁是強(qiáng)度低、塑性好的金屬，除應(yīng)用部分純鋁外，為了提高強(qiáng)度或綜合性能，配成合金。根據(jù)鋁及鋁合金中所加元素多少，對(duì)性能影響狀況，可借用相圖給予大致的分類。在鋁中加入合金后會(huì)形成如圖 1.1 所示的相圖。鋁中加入一種合金元素，就能使其組織結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生改變，適宜作各種加工材或鑄造零件。經(jīng)常加入的合金元素有銅、鎂、鋅、硅、錳等。這些合金元素在固態(tài)鋁中的溶解度一般是有限的，而且隨溫度變化而變化。元素溶在鋁中形成鋁基固溶體（α），不溶在鋁中的一般形成化合物（β）。合金元素在固態(tài)鋁中的溶解度，大多數(shù)情況下，隨溫度地升高而增加，隨

鋁及其合金的特點(diǎn)[ 02-14 10:05 ]

鋁是元素周期表中第三周期主族元素，呈銀白色，具有面心立方點(diǎn)陣，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，是地殼中儲(chǔ)量最多、分布最廣的金屬元素之一。還有，鋁具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、抗蝕性等性能，因此在金屬材料的應(yīng)用中，鋁材用量之多，范圍之廣，僅次于鋼鐵而居第二大金屬材料。純鋁的常見性質(zhì)如表 1.1 所示。一般地說，屈服強(qiáng)度超過1380MPa ( 200ksi的結(jié)構(gòu)鋼稱為超高強(qiáng)度鋼，如果參考鋼的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)分類的話，那么屈服強(qiáng)度在500MPa以上的鋁合金就可稱為超高強(qiáng)度鋁合金。超高強(qiáng)度鋁合金是以AI-Zn-Mg-Cu系('7xxx系)為主

鍛造過程中操作機(jī)的分析[ 02-14 09:05 ]

根據(jù)鍛造系統(tǒng)的工藝要求，操作機(jī)的詳細(xì)工藝流程是:取料、送料、鍛造、退出。在空載情況、夾持鍛件運(yùn)動(dòng)過程和鍛造過程中，根據(jù)操作機(jī)的液壓缸壓力傳感器測(cè)出的數(shù)值，或是根據(jù)外部壓力傳感器測(cè)出的壓力值，可以計(jì)算出鍛造操作機(jī)的載荷大小和桿件的慣量參數(shù)，從而對(duì)其進(jìn)行液壓缸初始值的設(shè)定、桿件強(qiáng)度設(shè)計(jì)、軸承的強(qiáng)度設(shè)計(jì)及校核、配合其鍛造工藝實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制以及過載保護(hù)等。在鍛造流程中，圖6-6所示，操作機(jī)的工作過程具體的分為:鍛前調(diào)整、進(jìn)給動(dòng)作、鍛打間歇以及鍛造完成四個(gè)部分。根據(jù)其鍛造工藝的要求，操作機(jī)需要鍛前調(diào)整鍛件的位姿，準(zhǔn)備就緒后鍛壓

緩沖機(jī)構(gòu)的尺寸優(yōu)化[ 02-14 08:05 ]

由第3章中的式(3-4)得出的C點(diǎn)的位置，式(3-6)得出的麗與廳的夾角為嘿，式(3-7)得出的NC與x正方向的夾角7，式(3-8)得出的F點(diǎn)和G點(diǎn)((E點(diǎn))的位置坐標(biāo)，以及下面式(6-9)的邊界條件對(duì)緩沖機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)。為了與俯仰缸解藕，8值盡可能不變，則要求G點(diǎn)水平位移量盡量小，即目標(biāo)函數(shù)是△XG=xGmax一xGmin。值最小。其中，以O(shè)1為坐標(biāo)原點(diǎn)，在優(yōu)化過程中，N點(diǎn)的橫坐標(biāo)不能小于圖3-2中O2點(diǎn)的橫坐標(biāo)，在操作機(jī)運(yùn)動(dòng)變化過程中，圖3-3中的三角形NCF一直存在。從而確定緩沖液壓缸與前分支鉸接的F點(diǎn)

俯仰機(jī)構(gòu)的尺寸優(yōu)化[ 02-13 10:05 ]

由于夾緊液壓缸安裝在鉗桿內(nèi)，可根據(jù)操作機(jī)末端夾鉗的受力情況，計(jì)算出夾緊液壓缸的推力，從而得出其液壓缸的型號(hào)及尺寸。根據(jù)夾鉗的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、鉗桿的連接結(jié)構(gòu)、前后分支機(jī)構(gòu)尺寸以及操作機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸，計(jì)算得出鉗桿的長度和鉗桿后端連桿的長度，并由相應(yīng)長度尺寸分別確定鉗桿和鉗桿后端連桿的直徑大小。在模型中緩沖液壓缸和提升液壓缸的共同作用下，俯仰機(jī)構(gòu)DL繞刀點(diǎn)有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖6-5所示的是俯仰缸行程尺寸變化范圍，則俯仰液壓缸的伸縮長度為:若鉗桿和鉗桿后連桿間的E點(diǎn)到L點(diǎn)長度確定為lLE=300mm，結(jié)合俯仰機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和鉗桿的俯

鍛造操作機(jī)的機(jī)構(gòu)優(yōu)化[ 02-13 09:05 ]

對(duì)于大型鍛造操作機(jī)，其并聯(lián)機(jī)構(gòu)的承載能力較大，但是藕合性強(qiáng)從而使控制相對(duì)困難。相反的，如果機(jī)構(gòu)的藕合性弱則承載能力也小，但控制相對(duì)容易，所以適當(dāng)?shù)娜∩崞渲械睦卓梢越档驮O(shè)備的設(shè)計(jì)成本。結(jié)合操作機(jī)承載能力的特點(diǎn)，我們期望操作機(jī)鉗桿的側(cè)向移動(dòng)和側(cè)向擺動(dòng)與鉗桿的提升、俯仰及鍛件進(jìn)給方向的緩沖都是相互解藕的。在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)考慮提高機(jī)構(gòu)的解藕性，使操作機(jī)在不同的方向運(yùn)動(dòng)作業(yè)時(shí)盡量解藕，實(shí)現(xiàn)使控制系統(tǒng)簡化的目的。在本章中，對(duì)這種新型鍛造操作機(jī)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺寸優(yōu)化，采用優(yōu)化算法對(duì)升降機(jī)構(gòu)和俯仰機(jī)構(gòu)的相關(guān)尺寸以及緩沖缸的安裝位

鍛造操作機(jī)建模小結(jié)[ 02-13 08:05 ]

(1)使用SolidWorks軟件建立了操作機(jī)的整機(jī)模型，并將其導(dǎo)入到相應(yīng)的分析軟件Adams中，在桿件之間的運(yùn)動(dòng)副上施加約束，設(shè)定機(jī)構(gòu)材料得到質(zhì)量，在末端夾鉗質(zhì)心添加外載荷，在Adams環(huán)境中建立了該操作機(jī)動(dòng)力學(xué)的仿真模型。(2)要實(shí)現(xiàn)操作機(jī)夾鉗質(zhì)心按照設(shè)定的運(yùn)動(dòng)工作，但無法用已知的函數(shù)來表達(dá)施加在鍛造操作機(jī)液壓缸上的運(yùn)動(dòng)情況，則需要獲得運(yùn)動(dòng)的變化規(guī)律:根據(jù)設(shè)定的末端質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，測(cè)量各個(gè)液壓缸的運(yùn)動(dòng)曲線。然后應(yīng)用Spline函數(shù)設(shè)定操作機(jī)不同液壓缸驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)曲線，實(shí)現(xiàn)末端質(zhì)心的理想運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而得出各驅(qū)動(dòng)液壓

鍛造操作機(jī)的動(dòng)力學(xué)仿真（下）[ 02-12 10:05 ]

鳳谷工業(yè)爐集設(shè)計(jì)研發(fā),生產(chǎn)銷售,培訓(xùn)指導(dǎo),售后服務(wù)一體化,專利節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,每年為企業(yè)節(jié)省40%-70%的能源成本,主要產(chǎn)品加熱爐,工業(yè)爐,節(jié)能爐,蓄熱式爐,垃圾氣化處理設(shè)備，歡迎致電咨詢:0510-88818999末端夾鉗質(zhì)心位置從初始位置開始沿x軸正方向緩沖移動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也為圖5-2，通過Adams軟件仿真可以得到提升液壓缸、緩沖液壓缸和俯仰液壓缸的驅(qū)動(dòng)力的變化曲線，如圖5-4所示。與第4章靜力學(xué)分析中的圖4-3相比較，各個(gè)液壓缸的驅(qū)動(dòng)力在加速和減速過程中有略微的變化，但各個(gè)液壓缸的數(shù)值范圍與靜力學(xué)的理論結(jié)果

Al-Zn-Mg-Cu鋁合金流變應(yīng)力模型及選擇[ 02-12 10:05 ]

目前，從國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀來看，目前的材料流動(dòng)應(yīng)力模型大致分為兩類:第一類是從高溫變形的物理機(jī)制出發(fā)建立的物理模型;第二類是從高溫變形實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法建立的經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。第一種模型考慮的是在變形過程中組織變化，如亞晶的長大、位錯(cuò)的遷移、動(dòng)靜態(tài)回復(fù)和再結(jié)晶等，有助于加深對(duì)高溫變形過程中物理本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。第二種模型忽略了在高溫變形過程中組織的變化，主要關(guān)注流變應(yīng)力與變形工藝參數(shù)之間的關(guān)系。這類模型應(yīng)用容易，形式簡單，精度高?；诔浞值膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐，本節(jié)采用第二類模型建立Al-Zn-Mg-Cu合金的穩(wěn)態(tài)流變

鍛造操作機(jī)的動(dòng)力學(xué)仿真[ 02-12 09:05 ]

Adams是應(yīng)用較為廣泛的機(jī)械系統(tǒng)仿真軟件，可以通過該軟件直觀地對(duì)操作機(jī)模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析使其輸出位移、速度、加速度曲線;也可進(jìn)行靜力學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析，并輸出其反作用力曲線。采用ParaSolid形式將圖3一7所示的操作機(jī)裝配模型進(jìn)行保存，并導(dǎo)入到Adams中。然后給模型添加約束，其中操作機(jī)底座與ground固定，在液壓缸的移動(dòng)副上添加驅(qū)動(dòng)Motion。然后施加載荷，在末端夾鉗質(zhì)心位置添加作用力和力矩，形成操作機(jī)虛擬樣機(jī)的模型，進(jìn)行仿真。在此軟件界面中選擇Geometry and Material Type選項(xiàng)，選取

鍛造操作機(jī)的參數(shù)確定[ 02-12 08:05 ]

此鍛造操作機(jī)各個(gè)構(gòu)件的相應(yīng)長度值可以通過反解解出，各個(gè)桿件重心的坐標(biāo)可以通過幾何關(guān)系由各個(gè)桿件的關(guān)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)表示出來，其中模型中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在Adams軟件中可直接測(cè)量，在實(shí)際工程中計(jì)算的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為:鍛造操作機(jī)的兩個(gè)提升缸由于受力大小相同，運(yùn)動(dòng)也完全相同，因此可以只計(jì)算其中一個(gè)提升缸的受力大小。如果該操作機(jī)在只含有升降、緩沖和俯仰的平面運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)緩沖缸的受力大小相同以及運(yùn)動(dòng)也完全相同，同樣可以只計(jì)算其中一個(gè)緩沖缸的受力大小，從而可以減少冗余方程的數(shù)量。當(dāng)給定外力和外力矩，可以通過列出的39個(gè)方程，解出所

鍛造操作機(jī)靜力學(xué)的Matlab仿真分析[ 02-11 10:05 ]

由第3章中該新型鍛造操作機(jī)的位置反解中的構(gòu)件的位置以及角度的關(guān)系式，均為已知量。施加外力為Ftx=50N,Fty=300N和沿“軸方向的外力矩M =60000 N.mm。給定初始量范圍，通過Matlab軟件仿真，可以得到各個(gè)液壓缸的驅(qū)動(dòng)力的變化曲線。該新型鍛造操作機(jī)模型的末端夾鉗質(zhì)心位置沿豎直Y正方向移動(dòng)100mm, Matlab仿真得到提升液壓缸、緩沖液壓缸和俯仰液壓缸驅(qū)動(dòng)力變化曲線分別是:圖4-2a) ,圖4-2b) ,圖4-2c)。其中提升液壓缸的活塞桿上移，推動(dòng)前提升臂傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)，使驅(qū)動(dòng)力汽變化較