面向板料挤压工况的关键传热学参数实验确定及成形温度场研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LUOLIJIAN88
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
板料挤压在成形有功能特征或变厚度特征零件上具有较大优势,随着汽车轻量化与节能减排的推广而备受关注。然而,在板料挤压成形过程中,存在局部载荷大、温度高等问题,从而影响成形零件的尺寸精度和模具寿命。有限元法作为成形温度场分析常用方法,为工艺优化和模具设计提供重要参考,其精度一直受关键传热学参数,如材料导热系数、对流换热系数和接触导热系数等的制约。在板料挤压成形中,传热学参数会随着接触应力和温度的变化而发生改变;由于影响因素多,测量难度大,现有研究往往选取固定值来模拟整个成形过程,精度有待提高。因此,通过搭建实验装置进行传热学参数的测定,建立参数关于影响因素的映射关系,对提高有限元分析可靠性具有较好意义。为实现传热学参数自主测量,本文搭建了一套测量装置,可实现导热系数、对流换热系数和接触导热系数的测定。通过对装置侧面散热和参数测量结果的评估,证明了装置测量结果具有很好的可靠性。在此基础上,研究了接触导热系数与温度、接触应力和接触面粗糙度的关系,结果表明接触应力与温度的增大会导致接触导热系数明显增大。为获取板料挤压高应力状态下的接触导热系数,构建了适用于弹塑性变形的接触导热系数关于多变量的映射关系。结合装置获取弹性变形范围内的接触导热系数,参考弹塑性经验公式,假设接触导热系数、接触面温度和接触应力三者之间满足多项式关系,获取了适用于全域的映射关系。利用全域的映射关系,根据温度和接触应力的变化,实现板料挤压温度场模拟中接触导热系数的动态更新调用。相较于利用常数型经验参数模拟得到的板料挤压温度场,全域动态更新参数模拟得到的模具峰值温度更高,并伴随更大的温度波动。对比实验结果与模拟结果发现,基于全域动态更新参数的模拟所得温度场与实验结果匹配良好,由此证明了所构建的映射关系能够提供更可靠的温度场数据,适用于板料挤压成形工况。综上,采用这种全域动态更新参数的方式,可以更为有效地分析板料挤压成形过程中的温度场变化,进而深入研究成形零件的尺寸精度以及模具的使用寿命。
其他文献
《西游记》是中国古代四大名著之一,但长期以来德语界只有它的一些片段的翻译。直到2016年,瑞典汉学家林小发Eva Lüdi Kong出版了她的译作《Die Reise in den Westen》才有了第一部完整的德译本西游记。这本书的翻译给了译者不小的挑战,而她通过自身努力取得了巨大的成功,使译作在德语界被广泛接受。本文将在目的论视角下分析Eva Lüdi Kong译本中的名称、数字及其计量单位
镁合金作为在实际工程应用中密度最小的金属结构材料,在航空航天、武器装备、交通运输以及电子产品等追求轻量化的领域具有巨大的应用潜力。Mg-Gd-Y系合金在室温和高温条件下均具有优异的力学性能,是理想的轻量化结构材料。但是在实际熔炼和铸造过程中发现,由于Mg-Gd-Y系合金中的Y性质活泼,极易形成氧化钇夹杂,这种夹杂往往以氧化膜碎片的形式分布于铸件内部,对基体割裂作用大,严重损害了铸件的力学性能,降低
铝合金热冲压成形工艺因其工艺特点能够生产高强、高精度且形状复杂的车身零件,使铝合金广泛应用到汽车车身上成为了可能。然而铝合金热冲压成形工艺的力学和失效行为与传统的室温成形工艺不同,同时传统的基于室温条件下得出的成形极限理论预测方法不足以有效预测出热冲压成形条件下零件的成形性能。因此对铝合金热冲压成形性能进行研究并建立可预测其成形缺陷的模型具有学术和工程意义。本文针对AA6016铝合金,分析其在热冲
通过快速凝固技术使合金非晶化是提高TiAl合金性能的有效手段,在快速凝固过程中发生的“液体-过冷液体-非晶”转变过程中,体系中的热物理性质、结构和动力学性质均会发生持续的变化。本文通过分子动力学模拟方法,研究了TiAl合金快速凝固过程中的热物理性质、结构和动力学性质,为TiAl非晶合金的设计和开发提供了系统性的理论基础。首先,通过基于嵌入原子法(EAM)势的分子动力学模拟(MD)研究了不同成分的T
在汽车轻量化与零件集成化背景下,非等壁厚螺纹板类板材零件的应用越来越广泛。为了保证零件的刚度与连接强度要求,塑性成形工艺成为实现此类零件整体成形的重要方式。目前常用的方法主要有冲锻复合工艺和铲旋工艺方法,但这两种方法各有其局限性。随着板料体积成形工艺的发展,出现了一种可控变形区镦锻工艺方法(upsetting with a controllable deformation zone,U-CDZ)。
由于尺度效应的存在,微细电火花加工技术不能像宏观尺度一样,被认为是一种没有宏观力的特种加工手段。在微细电火花加工中常用的微细电极,是一种大长径比、低刚度的微细电极。在加工过程中,往往会发生振动现象,工件的尺寸和精度会因此受到影响。所以电极与工件之间的放电冲击作用不可忽视。针对微细电火花低刚度电极的不稳定性,设计了一种微细电极末端振动位移测量实验,采用单点单脉冲放电,选用直径500μm长度80mm的
作为一种新兴的金属增材制造技术,选区激光熔化技术(SLM)由于其可生产传统减材制造方法难以生产或生产成本高昂的具有复杂几何结构的高质量零件而得到广泛关注,并已应用在如航空、航天等领域。但SLM技术加工过程中产生的较大且各向异性的残余应力会使成型件发生几何变形并可能严重损害其力学性能。为了推动SLM技术的进一步发展和工业应用,必须更好地理解残余应力在SLM成型过程中的形成机制和残余应力在SLM成型件
奥氏体不锈钢(ASS)是指以奥氏体为基体相的不锈钢,具有良好的力学性能和耐腐蚀性能。S30403不锈钢是ASS中的一种。在某些特定环境下,S30403不锈钢的抗冲击性能和耐腐蚀性能是影响其寿命的重要因素。因此,本文以不同热处理工艺条件下的S30403不锈钢焊接接头为材料,通过试验研究了热处理对其低温冲击韧性、腐蚀性能的影响,并且依据试验数据,利用相场法对S30403不锈钢焊接接头的点蚀和电偶腐蚀进
增材制造(Additive Manufacturing,AM),也可称之为3D打印技术,是近年来全球热门的研究方向与成果之一,是快速成型技术的一种。增材制造是以数字模型为基础,通过逐层打印的方式来构造的技术。运用增材制造,具有很多的优点和很强的发展前景。增材制造有不同的工艺,其中选择性激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)的优点被广泛认可。选择性激光熔化的过程中温度可高
铝合金作为一种轻型合金材料,在车身某些部位广泛应用,是实现汽车轻量化的一个重要选择,激光焊接功率密度大、焊接效率高、自动化程度高,在汽车工业中正逐渐取代其他传统接合方式,汽车结构中不同部位使用不同材料,异种铝合金激光焊接容易产生缺陷,影响焊接接头质量,降低生产效率,而目前缺少有效的激光焊接量化熔深在线检测和表面缺陷在线检测手段。本文基于视觉方法,利用Phantom VEO 710s高速摄影相机搭建