单层网壳结构的局部加肋渐进式拓扑优化方法

1

作者 王润谷 董骁 龚景海 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第7期1019-1028,共10页

研究单层网壳结构的局部加肋拓扑优化对提升其经济性与整体稳定性有重要意义.针对单层网壳结构,以结构用钢量为评价指标,基于渐进结构优化算法,提出局部加肋拓扑优化方法.根据结构中杆件的内力分布计算应变能,结合单层网壳结构的特点建... 研究单层网壳结构的局部加肋拓扑优化对提升其经济性与整体稳定性有重要意义.针对单层网壳结构,以结构用钢量为评价指标,基于渐进结构优化算法,提出局部加肋拓扑优化方法.根据结构中杆件的内力分布计算应变能,结合单层网壳结构的特点建立网格加强评价准则,在迭代运算中增加锥体加强应变能过大的网格,删除应变能过小的新增锥体,比较优化前后网壳结构的用钢量与整体稳定性,验证结构优化方法的可行性.经拓扑优化得到新的局部加肋单层网壳结构,相较于初始结构,优化后的结构用钢量减小,并且整体稳定性提高,结果可为单层网壳结构的局部加肋设计优化提供技术参考. 展开更多

关键词 单层网壳结构 局部加肋 渐进结构优化算法 拓扑优化

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局部加载控制不均匀变形与精确塑性成形研究进展 被引量：75

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作者 杨合 孙志超 +5 位作者 詹梅 郭良刚 刘郁丽 李宏伟 李恒 吴跃江 《塑性工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期6-14,共9页

局部加载控制不均匀变形与精确塑性成形关键理论与技术研究,既是先进塑性成形学科前沿领域中的关键和挑战性课题,又是航空航天高技术发展的迫切需求。文章以局部不均匀加载实现通常极难的板面内弯曲成形为切入点,发展了控制不均匀变形... 局部加载控制不均匀变形与精确塑性成形关键理论与技术研究,既是先进塑性成形学科前沿领域中的关键和挑战性课题,又是航空航天高技术发展的迫切需求。文章以局部不均匀加载实现通常极难的板面内弯曲成形为切入点,发展了控制不均匀变形以实现精确塑性成形的理论与技术,为我国先进飞机发展面临的大型复杂整体钛框成形制造难题的解决,提供了启示。建立了薄壁管数控弯曲失稳起皱、回弹、截面畸变预测和成形极限分析的模型、过程仿真和优化设计的方法;揭示了其关键影响因素和影响规律;实现了难度很大的薄壁管小弯曲半径数控弯曲精确成形。建立了多道次普旋、曲母线和带内筋件强旋等复杂过程三维仿真模型,提出了解决不均匀变形导致的复杂成形缺陷和旋轮轨迹优化设计难题的方法。解决了大型铝型材先进等温挤压中迫切需要解决的多场耦合作用下温度与速度效应和控制的重大难题。发展了复杂环件辗扩过程和控制仿真的三维有限元模型以及临界摩擦系数确定的解析-数值方法;总结了冷辗扩3种塑性变形行为及多因素耦合对辗扩过程的影响;提出了率相关晶体塑性模型在有限元中实现的稳健算法,实现了冷辗扩宏观变形行为的细观响应描述。 展开更多

关键词 局部加载 控制不均匀变形 精确塑性成形 计算机仿真 薄壁件 大型复杂件

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局部加载条件对筋板类构件成形材料流动影响的模拟研究 被引量：16

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作者 吴跃江 杨合 +1 位作者 孙志超 樊晓光 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第S1期12-15,共4页

提取并设计了两种能够有效反映筋板类构件成形特点的T形结构。基于DE-FORM有限元软件,研究了局部加载条件(压下区宽度、过渡区宽度、外端约束)对成形过程中材料流动行为的影响规律。结果表明:随着压下区宽度的减小,材料变形行为从镦挤... 提取并设计了两种能够有效反映筋板类构件成形特点的T形结构。基于DE-FORM有限元软件,研究了局部加载条件(压下区宽度、过渡区宽度、外端约束)对成形过程中材料流动行为的影响规律。结果表明:随着压下区宽度的减小,材料变形行为从镦挤变形模式逐步向剪切变形模式转变;分流线位置随着压下区宽度的减小显著内移,而压下量对其影响不明显;过渡区宽度和外端约束对筋错移、过渡区鼓包和筋充填深度差影响显著。研究结果为筋板类构件成形过程合理局部加载工艺方案的确定提供指导。 展开更多

关键词 筋板类构件 局部加载条件 材料流动 数值模拟

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钛合金大型复杂构件等温局部加载近β锻造组织控制研究进展 被引量：7

4

作者 杨合 孙志超 +2 位作者 樊晓光 高鹏飞 武川 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期72-82,共11页

高性能钛合金大型复杂构件精确塑性成形是航空航天高端装备实现大运力、低能耗、长寿命的必然选择,然而,面临如何提高成形制造能力和如何实现成形成性一体化控制的挑战。等温局部加载近β锻造为该类构件的成形提供了一种先进的工艺途径... 高性能钛合金大型复杂构件精确塑性成形是航空航天高端装备实现大运力、低能耗、长寿命的必然选择,然而,面临如何提高成形制造能力和如何实现成形成性一体化控制的挑战。等温局部加载近β锻造为该类构件的成形提供了一种先进的工艺途径。由于成形过程的特殊性、构件结构的复杂性以及钛合金组织对成形方式与条件的敏感性,使得如何实现微观组织控制并获得性能优异的三态组织成为该成形技术研究发展与应用迫切需要解决的关键问题和基础性难题。从钛合金等温局部加载多道次成形组织演化机制、不同加载区和过渡区组织均匀性控制和三态组织形成及等温局部加载参数优化进行分析并给出了最新的研究进展。 展开更多

关键词 钛合金 大型复杂构件 等温局部加载 近Β锻造 组织控制

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钛合金整体隔框等温成形局部加载分区研究 被引量：18

5

作者 孙志超 杨合 孙念光 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期138-143,共6页

钛合金大型整体隔框在航空航天领域得到了越来越广泛的应用,等温局部加载为这类构件的成形提供了新的途径。等温局部加载过程复杂并且存在着加载区、未加载区和过渡区以及不同加载区之间的转换,合理的局部加载分区,是保证成形过程实施... 钛合金大型整体隔框在航空航天领域得到了越来越广泛的应用,等温局部加载为这类构件的成形提供了新的途径。等温局部加载过程复杂并且存在着加载区、未加载区和过渡区以及不同加载区之间的转换,合理的局部加载分区,是保证成形过程实施和成形质量的关键,文章研究并提出了局部加载分区的总体原则,随后基于DE-FORM3D有限元软件,采用数值模拟方法研究了局部加载分区(大小、位置)对TA15钛合金整体隔框成形过程的影响规律。结果表明,局部加载分区对未加载区材料错移的影响是短程效应,合理的分区可有效控制未加载区材料错移和降低总体成形载荷;分区对材料总体变形量和变形均匀性影响不大;采用筋上分区有利于提高筋的充填性能并可避免毛刺的产生,从而可提高了过渡区成形质量。 展开更多

关键词 钛合金整体隔框 等温 局部加载分区 错移 变形均匀性

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TA15合金大型筋板件等温局部加载晶粒尺寸演化研究 被引量：10

6

作者 韩冠军 杨合 +2 位作者 孙志超 樊晓光 孙念光 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期112-117,共6页

随着航空工业的迅速发展,大飞机和新一代军机的研制,钛合金大型筋板件的应用日益广泛,等温局部加载技术为该类构件的成形提供了新的途径。然而,等温局部加载成形是一个多因素耦合作用下的复杂成形过程,工艺参数控制不当将产生粗晶、组... 随着航空工业的迅速发展,大飞机和新一代军机的研制,钛合金大型筋板件的应用日益广泛,等温局部加载技术为该类构件的成形提供了新的途径。然而,等温局部加载成形是一个多因素耦合作用下的复杂成形过程,工艺参数控制不当将产生粗晶、组织不均匀等缺陷。为此,文章采用内变量法,建立了TA15合金高温变形微观组织演化物理模型,并与有限元软件DEFORM 3D结合对TA15合金筋板件等温局部加载成形过程等轴α相晶粒尺寸演化进行数值模拟。结果表明,锻件先加载区、后加载区及变形过渡区晶粒尺寸基本一致;随着温度的升高,锻件等轴α相晶粒尺寸平均值,呈先减小,后增加的趋势;锻件等轴α相平均晶粒尺寸随模具运动速度增加,先快速减小,后趋于平缓,较大的模具运动速度易造成组织不均匀性增加;采用只局部加载的加载方式,可以获得比采用先局部后整体的加载方式,更均匀细小的组织。 展开更多

关键词 TA15合金 筋板件 等温局部加载成形 微观组织演化 数值模拟

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异形排气管多向局部加载液力成形工艺 被引量：7

7

作者 徐勇 李明 +1 位作者 夏亮亮 张士宏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第22期2763-2771,共9页

针对某乘用车异形排气管整体制造的难题,开展4系列不锈钢管材包括多向局部加载液力成形新方法的全流程液力成形工艺研究。基于Dynaform有限元模拟软件,建立绕弯成形及液力成形的有限元模型,监测管材壁厚分布的演化规律,进而优化成形工... 针对某乘用车异形排气管整体制造的难题,开展4系列不锈钢管材包括多向局部加载液力成形新方法的全流程液力成形工艺研究。基于Dynaform有限元模拟软件,建立绕弯成形及液力成形的有限元模型,监测管材壁厚分布的演化规律,进而优化成形工艺参数,开展实验验证。研究结果表明:初始管材直径对液力成形管材壁厚分布影响显著,初始管材直径为54 mm时能很好地满足工艺要求;在纵向加载液力成形阶段,可通过在上模具设计凸筋来实现对管材的局部加载成形,而在横向加载液力成形阶段,内压为48 MPa时可避免管材破裂、折叠等缺陷的产生;此外,局部加载液力成形可导致管材的应力应变状态发生明显改变,变形区管材的壁厚呈现增大趋势,最大减薄率由27.43%降至24.65%,最终零件的最大减薄率为28.05%。实验结果与模拟结果基本吻合,最大偏差值仅为2.89%。 展开更多

关键词 管材弯曲 多向局部加载 液力成形 排气管 有限元模拟

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局部加卸载下散粒体中接触力的残留特性及细观机理 被引量：4

8

作者 付龙龙 宫全美 +1 位作者 王长丹 周顺华 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1642-1648,共7页

基于光弹试验分析了正五棱柱颗粒体系在一个分级加卸载周期下力链和颗粒位移的演化过程.结果表明,强力链上的接触力和颗粒位移在卸载释放时均存在"残留"现象,卸载阶段颗粒位移正响应区域大于加载阶段.定义量纲一化的位移恢复... 基于光弹试验分析了正五棱柱颗粒体系在一个分级加卸载周期下力链和颗粒位移的演化过程.结果表明,强力链上的接触力和颗粒位移在卸载释放时均存在"残留"现象,卸载阶段颗粒位移正响应区域大于加载阶段.定义量纲一化的位移恢复率ηd(-1<ηd<1)描述颗粒运动轨迹,并给出颗粒运动的五种类型所对应的ηd取值;随着深度的增大,ηd逐渐增大.力链和颗粒位移的演化特性表明,存在一个临界荷载值,当附加荷载高于临界值时,散粒体内残留接触力处于稳定平衡状态;当卸载至临界值时,残留接触力达到极限平衡状态,进一步卸载残留接触力将快速释放,并引起颗粒位置重分布. 展开更多

关键词 散粒体 局部加卸载 残留接触力 颗粒位移 光弹试验

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基于RSM的铝合金大锻件局部加载成形质量控制 被引量：4

9

作者 王梦寒 马鹏程 +2 位作者 周峻峰 吴道祥 曾庆华 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1155-1161,共7页

为解决局部加载条件下铝合金大型锻件成形过程中微观组织不均匀与过渡区筋部充填不满的问题,借助于响应面法(RSM)与数值模拟相结合的策略对锻件局部加载成形工艺进行研究。以锻件微观组织均匀性和填充性作为质量评价目标,建立坯料温度... 为解决局部加载条件下铝合金大型锻件成形过程中微观组织不均匀与过渡区筋部充填不满的问题,借助于响应面法(RSM)与数值模拟相结合的策略对锻件局部加载成形工艺进行研究。以锻件微观组织均匀性和填充性作为质量评价目标,建立坯料温度、压力机速度、上模斜角角度、道次与质量指标之间的关系模型,并得到合理的工艺参数:坯料温度为440℃,压力机速度为10 mm/s,上模斜角角度为158°,3道次成形,各道次压下量分别为20,20和5 mm,将得到的工艺参数进行再模拟并应用于生产试制。对生产试制得到的锻件的典型截面进行组织观察。研究结果表明:模拟和实际生产的锻件微观组织均匀,分布规律一致,且锻件均充填完整,所提出的策略能有效对大型锻件局部加载成形宏、微观质量进行控制。 展开更多

关键词 铝合金大锻件 局部加载 微观组织 填充性 响应面法

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学龄前儿童乳牙局部加氟抑龋研究 被引量：20

10

作者 王金东 刘寿桃 《口腔医学研究》 CAS CSCD 2002年第5期339-340,共2页

目的 :利用局部加氟方法抑制乳上前牙龋病进展。方法 :选用同一生活区内有上前牙乳牙龋的 779名 3～6岁学龄前儿童 ,经基线检查、记录结束后 ,分成实验组和对照组。第一、二组每日氟水含漱 (0 .0 5 %) ,第三、四组每3个月一次含氟涂料涂... 目的 :利用局部加氟方法抑制乳上前牙龋病进展。方法 :选用同一生活区内有上前牙乳牙龋的 779名 3～6岁学龄前儿童 ,经基线检查、记录结束后 ,分成实验组和对照组。第一、二组每日氟水含漱 (0 .0 5 %) ,第三、四组每3个月一次含氟涂料涂布 ,其中第二、四组处理前去除软龋 ,1年后复查抑龋效果。结果 :各组抑龋牙面龋为 0 .91±1.88、1.0 2± 2 .11、2 .47± 1.90、2 .75± 1.90、0 .75± 2 .34。结论 :局部加氟抑龋效果确定 ,实施前是否去除龋坏组织对抑龋效果无明显影响。 展开更多

关键词 学龄前儿童 乳牙 局部加氟 抑龋

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局部加载冷锻成形圆柱直齿轮仿真 被引量：4

11

作者 许锋 龚冬梅 +1 位作者 石文超 薛克敏 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2012年第9期82-84,87,共4页

圆柱直齿轮冷锻成形载荷大,模具寿命低。提出整体预锻齿坯与局部加载终锻齿形两步冷锻成形圆柱直齿轮的工艺。用三维造型软件Unigraphics NX建立了圆柱直齿轮锻件及模具模型之后,通过有限元仿真软件Deform3D数值仿真圆柱直齿轮冷锻过程... 圆柱直齿轮冷锻成形载荷大,模具寿命低。提出整体预锻齿坯与局部加载终锻齿形两步冷锻成形圆柱直齿轮的工艺。用三维造型软件Unigraphics NX建立了圆柱直齿轮锻件及模具模型之后,通过有限元仿真软件Deform3D数值仿真圆柱直齿轮冷锻过程。仿真结果表明,该工艺在保证齿形充填完整的同时,可以显著地降低成形载荷。 展开更多

关键词 圆柱直齿轮 冷锻 局部加载 仿真

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TA15钛合金等温局部加载各加载区的组织和性能 被引量：1

12

作者 李志燕 黄旭 +1 位作者 李兴无 齐立春 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期79-82,共4页

研究了不同加载方式下TA15钛合金方坯先加载区、过渡区和后加载区的组织和力学性能。结果表明:只采用局部加载时,先加载区和后加载区的室温和高温性能优于过渡区的性能,各区的持久性能差别不大;采用先局部后整体的加载方式时,过渡区的... 研究了不同加载方式下TA15钛合金方坯先加载区、过渡区和后加载区的组织和力学性能。结果表明:只采用局部加载时,先加载区和后加载区的室温和高温性能优于过渡区的性能,各区的持久性能差别不大;采用先局部后整体的加载方式时,过渡区的室温和高温性能优于其他两个加载区,但过渡区的持久性能明显较差。只采用局部加载时,各区的组织性能优于先局部后整体加载时各区的组织性能。 展开更多

关键词 TA15钛合金 局部加载 力学性能 过渡区 微观组织

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局部加载约束分流冷锻直齿轮工艺研究 被引量：2

13

作者 石文超 王岗超 +2 位作者 许锋 薛克敏 储晓武 《精密成形工程》 2010年第2期47-50,共4页

针对直齿轮冷锻过程中齿腔充填困难、成形载荷大、模具寿命低的特点,提出了基于局部加载-约束分流冷锻圆柱直齿轮新工艺。在浮动凹模基础上,利用有限元软件对新工艺进行数值模拟。对工艺成形过程中速度场、成形载荷等规律进行了分析,并... 针对直齿轮冷锻过程中齿腔充填困难、成形载荷大、模具寿命低的特点,提出了基于局部加载-约束分流冷锻圆柱直齿轮新工艺。在浮动凹模基础上,利用有限元软件对新工艺进行数值模拟。对工艺成形过程中速度场、成形载荷等规律进行了分析,并对比分析了多种成形工艺。结果表明:局部加载-约束分流终锻成形工艺可以较好地成形大模数圆柱直齿轮,能避免齿轮成形时产生的折叠缺陷,同时可以显著地降低成形载荷,为此类齿轮冷锻工艺的应用与生产实践提供了理论依据。 展开更多

关键词 局部加载 约束分流 冷锻 圆柱直齿轮 数值模拟

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钛合金筋板类构件局部加载成形有限元仿真分析中的摩擦及其影响 被引量：10

14

作者 张大伟 《航空制造技术》 2017年第4期34-41,共8页

局部加载等温成形为大型钛合金筋板类构件省力、高性能成形制造提供了有效的途径。然而其成形过程复杂,材料参数、几何参数、工艺参数高度耦合作用,精确预测困难。有限元仿真为此类复杂成形问题的分析和优化提供了有力的工具。而摩擦模... 局部加载等温成形为大型钛合金筋板类构件省力、高性能成形制造提供了有效的途径。然而其成形过程复杂,材料参数、几何参数、工艺参数高度耦合作用,精确预测困难。有限元仿真为此类复杂成形问题的分析和优化提供了有力的工具。而摩擦模型和摩擦条件是数值模拟的重要边界条件之一,影响到预测结果的精度及可靠性。本文着重分析了库伦摩擦模型、剪切摩擦模型、库伦-剪切摩擦模型、库伦-粘着摩擦模型以及摩擦大小对筋板类构件局部加载成形仿真分析结果的影响。研究结果表明:剪切摩擦模型适用于局部加载成形过程的建模仿真;确定精确的摩擦条件可降低载荷预测误差15%以上;主动调控局部区域摩擦条件可改善局部加载成形过程的充填、减少缺陷。 展开更多

关键词 摩擦模型 数值模拟 局部加载 体积成形 筋板构件 钛合金

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TA15钛合金“H”型结构等温局部加载成形工艺研究

15

作者 李志燕 黄旭 +1 位作者 李兴无 齐立春 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期83-87,共5页

本工作基于DEFORM3D平台,针对筋板类构件建立了等温局部加载有限元模型,模拟分析了局部加载过程中分模面位置、成形参数与加载次序对筋的充填和初生α相晶粒尺寸的影响规律。结果表明：分模面位置设在筋处时比分模面位置在腹板处时,筋... 本工作基于DEFORM3D平台,针对筋板类构件建立了等温局部加载有限元模型,模拟分析了局部加载过程中分模面位置、成形参数与加载次序对筋的充填和初生α相晶粒尺寸的影响规律。结果表明：分模面位置设在筋处时比分模面位置在腹板处时,筋的充填性好,初生α相晶粒尺寸分布均匀;改变局部加载成形参数,即增大横向筋和腹板、纵向筋和腹板之间的圆角半径,分模面处的纵向筋和横向筋的充填深度差增大;增加上模压下速度,筋的充填深度减小,初生α相晶粒尺寸增大;加载次序对初生α相的晶粒尺寸影响不显著。 展开更多

关键词 等温局部加载 筋板类构件 初生α相平均晶粒尺寸 TA15钛合金

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周向局部加载型磁致伸缩传感器导波特性

16

作者 陈乐 王悦民 +2 位作者 耿海泉 叶伟 邓文力 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2016年第5期86-90,共5页

针对应用于管道检测的磁致伸缩导波不能提供周向特征的缺点,首先分析了导波产生的机理;然后,基于简正模态展开法建立了周向局部加载型磁致伸缩传感器导波模型,得到了导波能量的周向特征分布特征;最后,用8通道传感器进行了实验验证。实... 针对应用于管道检测的磁致伸缩导波不能提供周向特征的缺点,首先分析了导波产生的机理;然后,基于简正模态展开法建立了周向局部加载型磁致伸缩传感器导波模型,得到了导波能量的周向特征分布特征;最后,用8通道传感器进行了实验验证。实验结果表明:91kHz时传感器激发出L(0,2)+F(1,3)的组合模态,在不同传播距离处,其圆周方向上的导波幅值与理论分布较为吻合。该研究结果可为管道缺陷的周向定位提供理论依据。 展开更多

关键词 磁致伸缩导波 周向局部加载 简正模态展开 周向特征分布

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管状尖角台阶件局部加载过程分析及体积置换减压成形工艺

17

作者 胡福泰 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期26-32,共7页

针对管状台阶零件挤压成形工艺的关键问题,对铝合金管状尖角台阶件挤压成形机理进行了全面分析研究,模拟分析了管状尖角台阶件的局部加载精密挤压成形过程。结果表明,三角形台阶顶点两侧材料流动时具有向相反方向翻转的特性。明确了变... 针对管状台阶零件挤压成形工艺的关键问题,对铝合金管状尖角台阶件挤压成形机理进行了全面分析研究,模拟分析了管状尖角台阶件的局部加载精密挤压成形过程。结果表明,三角形台阶顶点两侧材料流动时具有向相反方向翻转的特性。明确了变形不协调和应力集中作用是造成角部开裂的主要原因,最终导致台阶高度难以增长。提出了体积置换法,消除了侧壁成形时的翻转效应,大幅度降低了台阶部位的成形压应力,提高了模具使用寿命,为管状尖角零件的局部大深度台阶挤压成形提供了可行途径。 展开更多

关键词 精密挤压 管状零件 局部加载 体积置换 数值模拟

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大型铝合金航空模锻件局部加载成形工艺研究 被引量：10

18

作者 邓文卫 易幼平 +1 位作者 湛利华 黄明辉 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2011年第11期29-31,34,共4页

提出了超大规格铝合金航空模锻件局部加载成形工艺方案,利用三维有限元软件Deform-3D对锻件分段局部加载成形载荷、两道次之间变形量分配、变形均匀性进行了仿真分析。结果表明:大型锻件局部等温加载工艺可有效降低成形载荷,最大锻造压... 提出了超大规格铝合金航空模锻件局部加载成形工艺方案,利用三维有限元软件Deform-3D对锻件分段局部加载成形载荷、两道次之间变形量分配、变形均匀性进行了仿真分析。结果表明:大型锻件局部等温加载工艺可有效降低成形载荷,最大锻造压力均可控制在300MN以内,局部加载2个道次较适合超大规格航空模锻件生产;各道次成形过程锻件温度场均匀,平均等效应变值达到3.6,锻件变形充分;第1道次变形量为40%时锻件等效应力分布最均匀,上模所受侧移力最小;总变形量为55%、第一道次取40%,第2道次取15%时是该锻件等温局部加载最优变形工艺。 展开更多

关键词 铝合金 航空锻件 局部加载 有限元

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钛合金筋板件等温局部加载模具应力分析 被引量：7

19

作者 暴志峰 孙志超 杨合 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期30-35,共6页

等温局部加载成形技术为航空航天复杂筋板类大型整体构件的成形提供了一种新的途径,但由于构件尺寸大,其成形温度高、时间长、载荷大等工艺特点,对模具提出了更高的要求。文章针对TA15钛合金典型环形高筋薄腹特征结构件等温局部加载成形... 等温局部加载成形技术为航空航天复杂筋板类大型整体构件的成形提供了一种新的途径,但由于构件尺寸大,其成形温度高、时间长、载荷大等工艺特点,对模具提出了更高的要求。文章针对TA15钛合金典型环形高筋薄腹特征结构件等温局部加载成形,分析了等温局部加载模具的结构特点和可能的失效形式,并在此基础上采用DEFORM 3D有限元软件,对成形时模具应力进行了研究,获得了模具载荷和应力分布规律,并进一步分析了模具凹圆角半径和锻件筋条宽度对模具应力的影响。结果表明,等温局部加载成形模具的失效形式,主要为应力集中引起的脆性断裂;加载分区边界附近模具应力较小,离分区边界越远模具应力越大,且应力峰值出现在宽度较小的环形筋型腔凹角处;模具型腔各部分材料填充能力的不一致,是导致模具应力不均匀、局部出现应力集中的主要原因;增大模具凹圆角半径,模具应力降低程度较小,而通过合理的锻件几何尺寸设计,可以改善模具型腔的充填性,能更有效地降低模具应力的不均匀性和应力峰值。文章的研究结果可为等温局部加载成形模具的设计提供参考。 展开更多

关键词 TA15钛合金 等温局部加载成形 大型组合模具 模具应力分析

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大型钛合金构件等温局部加载过程晶粒尺寸演变规律 被引量：1

20

作者 马庆 魏科 刘志强 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1240-1247,共8页

为研究大型钛合金构件等温局部加载过程中的微观组织演变规律,基于TA15钛合金内变量法微观组织模型,模拟分析了大型钛合金筋板构件等温局部加载过程的初生α相晶粒尺寸变化规律,并与变换局部加载顺序及整体加载两种方式进行了对比。结... 为研究大型钛合金构件等温局部加载过程中的微观组织演变规律,基于TA15钛合金内变量法微观组织模型,模拟分析了大型钛合金筋板构件等温局部加载过程的初生α相晶粒尺寸变化规律,并与变换局部加载顺序及整体加载两种方式进行了对比。结果表明:过渡区因受到加载区材料跨区转移的影响,两个加载步后的初生α相晶粒尺寸均有所减小,使得该区域的初生α相晶粒尺寸小于远离过渡区区域的晶粒尺寸;先后加载顺序的转变会改变材料的跨区转移量,以致模具分区两侧的晶粒尺寸产生差异;与整体加载方式相比,局部加载过渡区的晶粒尺寸较小;在三种加载方式下,远离过渡区晶粒尺寸的差异不大。 展开更多

关键词 大型钛合金构件 等温局部加载 内变量法 晶粒尺寸 加载方式

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