铝合金板材冲压成形极限虚拟预测

利用虚拟成形极限应变(FLD)试验,并根据虚拟试验过程中的“分叉失稳”和有限元后置处理过程中的“应变集中”现象,虚拟性地求解了铝合金板材的失稳极限应变。试验表明,虚拟FLD试验方法避免了采用塑性失稳准则及损伤断裂失稳准则时人为因素的影响,利用虚拟极限应变所拟合出的FLD曲线与实测FLD拟合曲线具有比较接近的几何图形,虚拟FLD试验可替代或部分替代实测FLD试验。     

道岔异型钢轨跟端加长600 mm热锻成形关键技术

通过分析道岔异型钢轨跟端加长600 mm产品结构,经技术对比确定采用4个工位整体模具进行热锻成形。通过设计初步4个工位热锻模具结构,再利用有限元分析软件对整个热锻成形过程进行数值模拟,根据模拟结果,优化模具结构并指导确定工艺参数和实际生产。设计自动上料系统、四轴联动系统以及下料系统等,使压力机、加热系统以及自动上下料系统数据互联,最终实现钢轨热锻成形生产过程全自动控制,大幅降低工人劳动强度、提高生产效率、节约生产成本。     

有限元模拟脊柱内镜下椎间孔成形对腰椎生物力学的影响

目的运用三维有限元分析(D-FEA)比较全脊柱内镜下行不同范围及部位椎间孔成形对腰椎生物力学的影响。方法利用有限元方法建立第5腰椎(腰5,L_5)完整模型M0并依次模拟腰椎全脊柱内镜应用下将L_5左侧上关节突进行尖部切除和内侧1/4、2/4、3/4和4/4分级切除获得模型M1、M2、M3、M4、M5。对不同模型施加正常生理载荷,记录在前屈、后伸和左、右侧屈及左、右侧旋6个工作状态下(工况)的位移。再将各切除模型与未切除组M0进行组间统计学分析比较。结果本实验所建立腰4-腰5(L_4-L_5)节段三维有限模型有效,各工况下的椎体活动度(ROM)处于正常值区间内。与未切除组M0相比,M1在前屈载荷下ROM差异具有统计学意义(P<0.05),M2在前屈、后伸载荷下差异具有统计学意义(均P<0.05),M3及M4在前屈、后伸、左右侧屈载荷下差异具有统计学意义(均P<0.05),M5在前屈、后伸、左右侧屈、右旋载荷下差异具有统计学意义(均P<0.05)。与未切除组M0相比,M1在前屈载荷下的L_4-L_5椎间盘应力最大值差异具有统计学意义(P<0.05),M2在前屈、左右旋转载荷下差异具有统计学意义(均P<0.05),M3、M4、M5在前屈、后伸、左右侧屈及左右旋转载荷下差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论在椎间孔成形时,切除腰椎单侧单节段上关节突尖部或内侧1/4即会影响腰椎稳定性且增加腰椎活动时椎间盘应力最大值,当切除1/2及以上时明显破坏腰椎生物力学。这提示在全脊柱内镜下椎间孔成形时应尽量保护上关节突,以避免手术破坏腰椎正常生物力学。     

轨道车辆铝型材结构件成形的装置设计

通过对轨道车辆铝合金窗框结构件弯曲成形的过程分析,制作专用的成形装置,该装置具有结构简单、工艺性好、制作成本低、操作和维护方便等特点。此成形装置的成功研制为中空铝型材结构件弯曲成形提供了一定的参考。     

模拟退火算法在轨道车辆司机室蒙皮成形工艺参数优化中的应用

蒙皮拉延成形中涉及到的工艺参数众多,取值区间不连续,难以通过单因素优化方法获取生产所需的最优工艺参数组合。提出了一种基于响应面模型和模拟退火算法的蒙皮成形工艺参数组合优化方法。以轨道车辆司机室蒙皮为例,根据产品需求和生产工况设计了工艺参数组合,通过有限元仿真方式获取了不同工艺参数组合下工件成形效果,建立了回弹量、最大应力与工艺参数组合之间的响应面模型;通过模拟退火算法,在工件不断裂前提下,将工件成形后的回弹量由前期工艺试制时的32 mm降低至6.89 mm,并获取了最小回弹量对应的工艺参数组合。采用优化后的工艺参数组合指导工艺试制,成形件满足试制工艺条件,且回弹量的试验结果和优化结果相吻合。结果表明:该蒙皮成形工艺参数优化方法可以有效降低工件成形后的形状误差,并为后续模具型面补偿提供依据。     

影响铁路罐车封头冷压成形质量因素分析

通过对G70封头冷压成形工艺试验情况跟踪调查和试验数据分析,对冷压成形工艺流程、毛坯工艺参数进行了验证及优化,并对影响封头成形质量的因素进行分析。     

基于粗糙集理论的板材热成形工艺建模

在复杂制造过程工艺决策系统的研究与开发中,工艺知识或规律的获取通常是系统建模中的一个难点,本文在对粗糙集理论与方法扩充的基础上,将其引入到板材热成形加工过程建模中。给出变包含度粗糙集的构造,提出基于依赖度及包含度增量的知识约简算法,通过粗糙集建模提取板材热成形的工艺规律,运用近似推理对加工参数进行快速确定。     

2000MPa热成形车门防撞梁开发与性能研究

为了满足纯电动汽车车身的轻量化需求,采用新型2 000 MPa热成形钢替代传统22Mn B5进行车门防撞梁的轻量化设计。为验证2 000 MPa热成形车门防撞梁的应用可行性,采用LS-DYNA软件对整车进行侧面碰撞仿真分析,结果显示碰撞侵入量、侵入速度和关键零部件的塑性应变均符合设计要求。经热冲压仿真分析,2 000 MPa热成形车门防撞梁符合工艺要求,软模和硬模阶段研究了不同的加热设备和工艺参数对2 000 MPa热成形车门防撞梁组织和拉伸力学性能的影响,结果显示加热温度930℃,保温时间300 s和330 s,转移时间约12 s,可实现热成形后的抗拉强度≥2 000 MPa的性能目标。将前后车门防撞梁分别置于万能试验机上进行零件三点弯曲性能检测,结果显示前车门防撞梁三点弯峰值力大于25 k N,后车门防撞梁三点弯峰值力大于29 k N,远高于10.01 k N的设计目标值。经过2 000 MPa热成形车门防撞梁和车门内板的点焊工艺参数优化和连接设计优化,满足了前后车门系统的开闭耐久性能要求。在保证整车侧碰安全性能的情况下,2 000 MPa热成形车门防撞梁比采用传统22Mn B5质量减轻11.7%,实现显著的轻量化效果。