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颤振冷挤压降载机理与仿真研究被引量：1: 2014年; 针对金属冷挤压成形过程中金属变形抗力大、设备吨位高而普遍振动形式降载效果不理想的问题,将颤振激励技术引入金属冷挤压成形过程中。从表面效应角度分析了颤振激励下的金属冷挤压成形过程中摩擦力的变化规律,阐明了颤振降载的基本原理。以万向节轴套零件为例,分别讨论分析了传统冷挤压模式和颤振激励冷挤压模式下的挤压力数学模型,从理论上说明了颤振冷挤压的降载机理,进一步应用Deform-3D软件建立了其有限元分析模型,对万向节轴套零件进行了受载和模具寿命分析。仿真实验结果表明,在100 Hz频率0.03 mm振幅的周期性颤振激励下,万向节轴套零件的冷挤压过程最大成形压力下降8.3%,最终成形压力下降10.1%;冲头单次最大磨损量下降,但凹模单次最大磨损量有一定程度的增加。; 季超平董明飞王志恒鲍官军杨庆华; 关键词：冷挤压有限元分析

颤振冷挤压振动台设计与振动特性研究被引量：5: 2015年; 针对冷挤压成形过程中变形抗力大、易产生挤压不充分的问题,设计了一种新型颤振冷挤压振动台.利用ANSYS软件建立了有限元分析模型,分析确定了振动台安全有效的工作方式,研究了输入油压、振动台加载、弹性端盖凹槽中心半径、弹性端盖凹槽开口高度、弹性端盖凹槽开口圆弧半径等五项振动台振幅影响因素与振幅的数值关系及敏感度,建立了输入-输出的仿真二元插值模型,并通过实验修正模型.实验结果表明:冷挤压过程中振动台振幅共有五个阶段,修正后的模型能有效仿真振动台振幅.研究结果表明:所设计的振动台满足颤振冷挤压成形需要,通过改变振幅影响因素能改善振动台振动特性.; 杨庆华夏航王志恒鲍官军; 关键词：颤振冷挤压有限元分析

颤振激励条件下的反挤压有限元模拟分析: 2017年; 目的针对"难成形零件"提出的电液颤振挤压成形技术,理论研究颤振对冷挤压成形的影响规律。方法通过离散化处理颤振速度,对挤压筒和顶杆分别施加颤振激励,利用DEFORM-3D软件有限元模拟,分析比较不同颤振激励下的行程载荷、摩擦力、速度场和应力应变场。结果在挤压成形过程中,材料流动规律会由于颤振激励的存在而发生改变,在局部区域,材料流动速度较传统挤压时有较大提高;当颤振最大速度小于挤压速度时,颤振对挤压力、摩擦力、等效应力和等效应变的影响并不显著,当颤振最大速度大于挤压速度时,颤振可降低挤压力与摩擦力,改变等效应力和应变分布,但并不影响最大等效应力值。结论颤振激励影响材料流动规律,对挤压力、摩擦力和应力应变场的影响存在一个拐点,为电液颤振冷挤压成形技术的推广应用提供了一定理论依据。; 胡新华俞冬丽杨庆华王志恒; 关键词：颤振冷挤压有限元方法反挤压

高频电液激振冷挤压数值模拟及其减载实验研究被引量：2: 2014年; 针对冷挤压成形过程中流动应力大、零件成形所需压力高的问题,提出了一种新的挤压工艺,设计了一种新的电液高频轴向振动激励冷挤压试验平台及相应冷挤压模具。利用Deform-3D软件建立了有限元分析模型,分析了在轴向振动激励下该模型的成形过程降载效果,精确地模拟了万向节轴套的冷挤压成形过程的挤压力的变化,比较了传统挤压形式下和轴向振动激励形式下的成形压力值,通过挤压试验验证了模型模拟的准确性。试验结果表明,该新的挤压成形工艺能使万向节杯套成形压力降低21.78%,减载效果明显。研究结果表明,这种新的成形工艺可以为一些难成形零件的冷挤压成形加工打下良好基础。; 董明飞王志恒胡新华鲍官军杨庆华; 关键词：冷挤压数值模拟

电液颤振对冷挤压塑性成形件金属流线及晶粒组织的影响被引量：8: 2015年; 针对冷挤压成形过程中金属变形抗力大、模具易磨损等不足,提出一种新型冷挤压工艺,即在冷挤压成形过程中引入振动激励信号。运用 DEFORM-3D 有限元分析软件构建系统仿真模型,分别在有无施加颤振两种挤压方式下进行模拟仿真。仿真结果表明,施加颤振信号能促进金属的流动,金属流动速度达到62.4 mm/s,网格流线变形程度比传统挤压方式下的变形程度小。设计了电液式颤振冷挤压实验平台及模具,分别在有无施加颤振两种挤压方式下进行实验,并将所得成形零件用体积分数为4%的硝酸酒精溶液腐蚀,利用扫描电镜观察零件剖面。实验结果表明,施加颤振信号后,晶粒由原来的大小为3.3-5.0μm 细化到1.7-3.3μm,晶粒变形更加均匀,变形组织更加细密,金属纤维组织变得更细更长。; 杨庆华洪潇潇王志恒鲍官军胡新华薛军义; 关键词：冷挤压金属塑性成形金属流线

二维电液颤振对冷挤压成形的影响被引量：3: 2019年; 针对冷挤压成形过程中变形抗力大、金属流动困难导致模具磨损较大等问题,提出了一种二维电液颤振辅助冷挤压成形工艺,并运用Deform-3D有限元分析软件建立二维电液颤振辅助冷挤压成形的有限元模型,对比分析了无颤振成形方式以及轴向颤振激励下成形、径向颤振激励下成形及二维颤振激励下成形的成形过程。研究结果表明:与无颤振成形方式相比较,成形载荷在二维颤振激励、轴向颤振激励和径向颤振激励成形方式下,分别减小了26.1%、 13.2%和5.7%。二维颤振激励成形方式下的成形载荷最小,且金属流速显著增大,应力场分布更加均匀。; 杨庆华覃郑永王志恒鲍官军; 关键词：冷挤压有限元分析金属塑性成形

挤压筒颤振辅助双杯挤压成形过程有限元分析: 2016年; 阐述挤压筒颤振辅助双杯挤压成形机理,运用Deform-3D有限元分析软件进行数值模拟仿真,分析比较不同施振参数下的行程载荷、材料流动速度、杯高比及等效应力分布。仿真结果表明挤压筒颤振可降低平均行程载荷,其平均行程载荷的最大下降值随颤振速度的提高而增加,但对实际挤压力影响不明显;上杯材料流动速度随颤振速度的提高而减小,下杯材料则相反;当颤振速度小于下杯材料流动速度时,杯高比大于无颤振时的值,且随颤振速度的提高而增加,而当颤振速度大于下杯材料流动速度时,上杯材料流动速度方向会出现反向,杯高比小于无颤振时的值,并随颤振速度的提高而减小;邻近挤压筒侧的塑性变形区随颤振周期性上下运动,但并不改变最大等效应力。; 胡新华杨庆华王志恒鲍官军洪潇潇薛军义; 关键词：有限元分析应力分布

基于正交试验、BP神经网络和遗传算法的冷挤压模具优化设计方法被引量：11: 2015年; 以桑塔纳L45449汽车轮毂轴承内圈为例,建立汽车轮毂轴承内圈冷挤压模具简化模型,运用Deform-3D软件对零件成形过程进行仿真,对挤压过程中的行程载荷和模具磨损进行分析,并据此给出模具优化设计约束条件和优化目标,提出了一套结合正交实验法、BP人工神经网络和遗传算法的模具优化设计方法,对冷挤压汽车轮毂轴承内圈模具进行优化,并对优化结果进行有限元验证.结果表明:优化结果与仿真分析结果相近,最大行程载荷相对误差为4.55%,凹模磨损量绝对误差为0.06μm,提出的优化设计方法能有效缩短模具设计周期,降低模具制造成本.; 杨庆华占伟涛吴海伟王志恒鲍官军; 关键词：冷挤压轴承内圈正交实验遗传算法

Influences of electric-hydraulic chattering on backward extrusion process of 6061 aluminum alloy被引量：4: 2015年; The possibility of the electric-hydraulic chattering technology and its application in the cold extrusion were presented.The conventional and electric-hydraulic chattering assisted backward extrusion processes were performed on 6061 aluminum alloy billets at room temperature.The experimental results showed that 5.65% reduction in the extrusion load was attained if the die and ejector were vibrated at a frequency of 100 Hz and amplitude of 0.013 mm in the longitudinal direction.The friction coefficient at the billet and tool system interface determined from the finite element analysis（FEA） decreased from 0.2 without chattering to 0.1 with application of electric-hydraulic chattering.The higher values of instantaneous velocity and direction change of material flow were achieved during the chattering assisted backward extrusion process.The strain distribution of the chattering assisted backward extrusion billet revealed lower maximum strain and smoother strain distribution in comparison with that produced by the conventional extrusion method.; 胡新华王志恒鲍官军洪潇潇薛军义杨庆华

颤振激励下金属冷挤压成形降载特性被引量：4: 2014年; 分析颤振激励下金属冷挤压成形过程中利用"有效摩擦力"降低材料变形抗力的成形机理,对比凹模固定以及凹模在不同参数颤振激励下的有限元仿真结果.仿真实验表明:颤振激励能够降低坯料成形过程中的平均行程载荷;颤振频率及幅值越大,平均行程载荷降低越多,提出颤振平台的机构,并分析工作原理.选用6061铝材作为冷挤压的坯料,完成凹模固定及凹模颤振激励下的反挤压的实验研究.分析坯料在实际反挤压过程中行程载荷的特点,实验结果表明:凹模引入颤振激励后,挤压过程中的稳定行程载荷明显降低;当凹模颤振频率为100Hz,幅值为0.012mm时,稳定行程载荷降低约6%;当凹模颤振频率为200Hz,幅值为0.012mm时,稳定行程载荷降低约7.5%.; 王志恒杨庆华胡新华阮健; 关键词：冷挤压颤振降载有限元

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国家自然科学基金(51275475)

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