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双筒形件铲旋成形应力应变场有限元分析

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（ 肥工 业大 学 材 料科 学与 工程学 院 ， 合 合肥 ２ ０ ０ ） ３ ０ ９
摘 要 ： 出了双 筒形件 旋压加 工的一种 新 方法—— 铲旋 工 艺 。分 析双 筒形件 铲旋成 形 过程 应 力应 变场 提 分布规 律 ， 研 究双 筒形件铲 旋成 形机 理的基 础和 前提 。基 于有 限元 分析 软件 Ｄｅｏｍ一Ｄ 对双 筒 形件 铲 旋 是 ｆｒ ３
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精
密
成
形
工
程
第 ４卷
第 ６期
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ０Ｆ ＮＥＴＳＨＡＰ Ｅ ＦＯＲＭＩ ＮＧ ＮＧＩ Ｅ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
２１ ０ ２年 １ １月
双 筒 形 件 铲 旋 成 形应 力应 变 场 有 限元 分 析
赵 蒙 ，沈 国 章 ，郭福 林 ， 颖 ， 萍 ， 宝 国 李 李 袁
（ ｃ ｏ ｌ ｆＭ ａ ｅ ｉｌ ｃｅ ｃ ｎ ｎ ｉｅ ｒｎ Ｈｅ ｅ ｉ ｅ ｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｓ ｈ ｏ ｔ ｒａ ｓＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉｇ， ｆ ｉ ｏ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｈｅ ｅ ２ ０ ０ ， ｉ ａ ｙ ｆ ｉ ３ ０ ９ Ｃｈ ｎ ）
中 图 分 类 号 ：ＴＧ３ ６ ０ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ７ — ４ ７ ２ １ ） ６Ｏ １ — ４ ６ ４６ ５ （ ０ ２ ０ 一１ ００
ＦＥＭ Ａｎａｙ ｉ ｆＳ ｒ ｓ ｎ ｔ ａ ｎ Ｆｉ ｌ ｓｏ ｏ ｂ ｅ Ｃｙ ｉ ｄ ｉ ａ ｒｓ ｌ ｓｓｏ ｔ ｅ ｓ ａ ｄ Ｓ ｒ ｉ ｅｄ ｆＤ ｕ ｌ ｌｎ ｒ ｃ ｌＰａ ｔ
下 缺点 ： 料利 用率 低 ， 件精 度低 ， 材 零 生产率 低 。
双筒形 零 件在航 空 、 工 、 车 以及 民用等领 域 军 汽 有广 泛应 用 ， 汽车 空调 离合器 带轮 、 如 发动 机减震 器 带 轮 。该类 零 件 常规 的加工 工 艺［ 有 ３种 ： １ 锻造 毛 坯， 采用 车 、 、 等机加 工 出零 件 ， 铣 磨 这种方 法不 能使 双筒 壁保 证较 高 的 同心 度 ， 料 利 用率 低 ， 本 高 ； 材 成 冲压工 艺加 工 出 内筒 和外筒 ， 再将 其与 法兰 盘焊接 ， 这种 方法 易产生 焊接 缺陷 ， 双筒 同心度 不能 保证 ， 零
Ａｂ ｔａ ｔ Ａ ｗ ｅｈｏｄ ０ ｐｉ ｉ ｛ ｕ ｅ ｃ ｌｎ ｉａ ａ ｔ ｓｐｒ ｏｓ ｄ ｗｈｉｈ ｉ ａｌ ｄ ａ ｈｏ ｌｓ ｎ ｎｇ． ｓｒ ｃ ： ｎｅ ｍ ｔ ｆｓ ｎｎｎｇ ｏｒｄｏ ｂｌ ｙ ｉ ｄｒｃ ｌｐ ｒ ｓｉ ｏｐ ｅ ｃ ｓｃ ｌｅ ｓ ｓ ｖｅ ｐｉｎｉ Ｔｈｅ ａ ｌ ｎａｙ— ｓ ｓｏｎ ｄ ｓｒｂｕ ｉｎ ｆ ａ ｕ ｅ ｆｓ ｒ ｓ ｎｄ ｓｒ ｉ ｉ ｌ ｓｔ ｅ ｂ ｓ ｓｏ ｈｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｈｏ ｌｓ ｎｎ ｎ ｏｒ ｉｇ ｏ ｉ ｉｔ ｉ ｔｏ ｅ ｔ ｒ ｓｏ ｔｅ ｓａ ｔ ａｎ ｆｅｄｓｉ ｈ ａ ｉ ｆｔ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｓ ｖｅ ｐｉ ｉ ｇ ｆ ｍ ｎ ｆｄｏｕ ｅ ｃ ｌｎ ｉａ ｂｌ ｙ ｉｄｒｃ ｌ
成 形 进 行 数 值 模 拟 ， 用该 模 型 获 得 了 双 筒 形 件 铲 旋 成 形 过 程 的 应 力和 应 变 场 的 分 布 特 征 ， 采 并提 取 成 形 载 荷
进行 分析 。分析 结果 可 为铲旋 成形 工艺研 究和 工 艺参 数优 化提供 理论依 据 。
关键
ｆ ａ ｕ ｅ ｔ ｅ ｓａ ｔａ ｎ ｆｅ ｄ ｖｅｂｅ ｎ ｏ ａｎｅ ｉｇ ｔ ｓ ｍｏｄｅ ，ｔ ｏｒ ｉｇ ｌ ｄ ｉ ｓ ｎ ｌ ｚ ｄ ｅ ｔ ｒ ｓ ｏｆｓ ｒ ｓ ｎｄ ｓ ｒ ｉ ｉｌ ｓ ｈａ ｅ ｂｔ ｉ ｄ ｕｓｎ ｈｉ ｌ ｈｅｆ ｍ ｎ ｏａ ｓａｌｏ ａ ａ ｙ ｅ ．Ｔｈｅｒ ｓ ｌ ｏｕ ｄ ｐｒ ｅ ｕ ｔｃ ｌ ｏ— ｖｉ ｈｅ ｅ ｉａ ａ ｉ ｏ ｈｅ ｓ ｕ ｆｔ ｅ ｓ ｏｖ ｌｓ ｉ ｎｇ ｐｒ ｃ ｓ ｎ ｈｅｏｐｔｍ ｉａ ｉ ｅ ｈｎｉａ ｒ ｍ ｅｅｒ ． ｄｅ ｔ ｏｒ ｔｃ ｌｂ ｓ ｓｆ ｒ ｔ ｔ ｄｙ ｏ ｈ ｈ ｅ ｐｎｎｉ ｏ ｅ ｓ ａ ｄ ｔ ｉ ｚ ｔｏｎ ｏｆｔ ｃ ｃ ｌｐａ ａ ｔ ｓ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ：ｄｏ ｄ ｕｂｌ ｙ ｉ ｒｃ ｌｐａ ｔ ｓ ｏｖ ｌｓ ｎｎ ｎ ｅ ｃ ｌｎｄ ｉａ ｒ ； ｈ ｅ ｐｉ ｉ ｇ；ｆｎｉｅ ｅｅ ｅ ｔ；ｓ ｒ ｓ ｉｌ ｉ ｔ ｌ ｍ ｎ ｔｅ ｓ ｆｅｄ；ｓ ｒ ｉ ｉｌ ｔ ａｎ ｆｅｄ

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变壁厚密封圈旋压成形的有限元分析

变壁厚密封圈旋压成形的有限元分析

第 ２ 卷 第 ６期 ｌ ２０ ０ ８年 １ ２月
机械研 究与应用
ＭＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＲＥＳ ＥＡＲＣＨ ＆ ＡＰ ＰＵ ＣＡＴＩ ＯＮ
Ｖｏ Ｎｏ６ ｌ ２１
２ ｏ １ ０ ８．２
变 壁 厚 密 封 圈旋 压 成 形 的有 限元 分 析
孟艳梅 李灵凤 ，
（． １大红鹰学院 浙江 宁波 ３ ５７ ； ． 山大学， １１５ ２ 燕 河北 秦皇岛 ０ ６０ ） ６０ ４
密封圈尺 寸如 图 １ 所示 ， 建立 的数值模 拟三维 有
限元模 型如 图 ２所示 ， 以很 好 的模拟 出曲母 线形 件 可
的 ， 元在显式动力单元 中选取 ， Ａ Ｓ ＳＬ 单 在 Ｎ Ｙ ／ Ｓ—Ｄ — Ｙ Ｎ Ａ模 块 中， 显 式块 单元 和显 式 壳单 元 两 种 类 型 。 有 本 文中 ， 坯料 采 用 显 式 块单 元 Ｓｌ １４ 该 单 元 为 ８ ｏｉ ６ ， ｄ 节点 ６面体单元 。在显示 动力分析 中 ， 积分点 的个 数
能力 ） 以避免网格再划分 ， ， 又必 须有 一定 的柔性 （ 良 好 的变形 特性 ） 以便准 确 的模拟 金属 的塑 性变形 情 ， 况， 还必须具 有较高 的求解精 度 。
Ｄ
术分析技 巧 ， 将模 拟过 程 中的ห้องสมุดไป่ตู้ 多现 象进 行 分析 ， 为
以后 的研究 和生产 提供参考 。
２ 单元 设 置
单元类 型 的选 择 是影 响成 形模 拟精 度 的 主要 因 素之一 。优 良的单元 既要 有 一 定 的 刚性 （ 畸 变 的 抗
收 稿 日期 ：ｏ ８一 ８一 ４ ２ ０ Ｏ ｏ
对一些 相关 因素 进行必要 的假设和简化 ， 以便于模 拟
基于Deform的椭圆筒形件旋压成形数值模拟

基于Deform的椭圆筒形件旋压成形数值模拟

基于Deform的椭圆筒形件旋压成形数值模拟
卢璐
【期刊名称】《现代制造技术与装备》
【年(卷),期】2016(000)008
【摘要】应用Deform 3D软件建立单旋轮椭圆筒形弹塑性有限元模型,通过设置旋轮绕旋轮轴自转、绕芯模主轴公转和沿芯模主轴方向偏移的运动,合成了椭圆筒形件运动轨迹.采用Dynaform软件反求毛坯尺寸,通过有限元模拟,获得了椭圆筒形件旋压过程中应力应变的分布规律,分析了毛坯形状对成形过程的影响.结果表明:旋压对已加工区的影响很小,并不易在后面即将加工的区域产生材料的堆积,最大等效应力变化不大;椭圆长径过渡到椭圆短径的区域内周向形状不均匀最显著,该区域内等效应变大;椭圆筒形件的旋压在实际生产过程中可以采用Dynaform反求出的毛坯为基础,根据具体情况进行修改和完善.
【总页数】4页(P53-55,82)
【作者】卢璐
【作者单位】山东科技大学机械电子工程学院,青岛 266000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于DEFORM-3D的筒形件冷挤压成形数值模拟 [J], 陈波;周志明;曾华成;熊祥亮;杨绍泽;唐丽文;黄灿;孟醒
2.基于DEFORM的DMFW主飞轮旋压成形数值模拟 [J], 陆琼晔;严军
3.基于DEFORM-3D的筒形件冷挤压成形数值模拟 [J], 陈波;周志明;曾华成;熊祥
亮;杨绍泽;唐丽文;黄灿;孟醒;;;;;
4.大直径30CrMnSiA筒形件对轮旋压成形过程的数值模拟 [J], 孙于晴;韩冬;杨延涛;赵升吨
5.基于DEFORM-3D的铝合金筒形件旋压成形过程数值模拟 [J], 刘陶;龙思远因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

挖树铲的结构设计与有限元分析_赵德金

挖树铲的结构设计与有限元分析_赵德金


1. 1
挖树铲的设计 利用 PTC Creo 软件建立挖树直铲三维实体模
型如图 1 所示。根据树木移植机的设计要求确定铲 的结构尺寸，利用 PTC Creo 的曲面功能设计曲面， 然后利用曲面加厚功能生成挖树铲实体模型 。然后 保存为 IGES 格式， 用于 Ansys Workbench 进行有 限元分析。 1. 2 挖树铲的网格划分 在进行有限元分析之前 ， 首先将挖树铲的
图2
Ansys 中挖树铲模型
Fig. 2 The IGES model of the tree spade in Ansys Workbench
图1
曲面铲和 V 字形铲结构图
Fig. 1 The structure of surface spade and Vshaped spade
材料与属性： 采用 Q235 碳素结构钢，弹性模量 E = 2. 06 × 105 N / mm2 ； 密度 ρ = 7. 8 × 10 － 6 kg / mm3 ； 泊松比 0. 3。 本次设计挖掘铲的厚度尺寸为 6 mm， 根据机 械设计 手 册， 碳 素 结 构 钢 的 钢 材 厚 度 小 于 等 于 16 mm时，其屈服极限 σ S = 235 MPa。 采用 Ansys Workbench 对挖树铲进行网格划分， 默认方式自动划分网格如图 3 所示，曲面挖树铲有 限元模型产生 2 477 个单元，5 342 个节点。V 字形 挖树铲有限元模型产生 2 159 个单元，4 705 个节点。
挖树铲在挖树过程中所受的阻力计算很复杂 ， 采用传统的计算方法很难计算，主要受树木周围的 土壤的实际情况影响很大，对于直铲而言，挖树阻 力主要是挖树铲与土壤的切削阻力 、挖树铲与土壤 摩擦阻力、 挖树铲与树木根茎以及草根的切断阻 力，再就是对于含有碎石的土壤的碎石对挖掘铲所 产生的阻力等，挖树铲受到阻力后，发生变形以及 应力分布的情况，采用传统的方法也很难确定，一 般采用分组实验确定经验公式，并且计算结果主要 适用于实验所采用的土壤条件，一般可计算出挖树 铲的受力情况，对于挖树铲的应力分布及变形仍然 不明确。对于这种情况，本文采用有限元软件对挖 树铲进行静力学分析来解决挖树铲在工作过程中应 ［4 － 7 ］ 。 力分布及变形情况
有限元在双开孔应力分析中的应用

有限元在双开孔应力分析中的应用

有限元在双开孔应力分析中的应用摘要:以国外某大型冷却器外接管为例,对容器顶部原料进出口进行有限元分析。

依据ASME Ⅷ2Ⅱ《美国压力容器规范分析》进行应力强度评定。

工程应用表明,采用有限元分析软件能很好地解决设备开大孔产生的应力问题,特别是当管承受复杂外载荷情况下的应力计算[ 3 ]。

关键词:ANSYS;冷却器接管;应力分析;开孔补强0引言换热器是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能和制药等机械及其他许多工业部门广泛使用的一种通用设备。

在工业生产中,换热设备的主要作用是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体,使流体温度达到工艺流程规定的指标,以满足工艺流程上的需要[ 2 ] 。

冷却器作为换热器的一种形式,是很多设备中的关键部件,随着装置规模的扩大,冷却器也朝着大型化的方向发展。

对换热器进出口物料的增加,导致物料管口的增大,同时,物料的流动对管口的外载荷(外力、外力矩)也随之增大,使得仅考虑内压作用情况下的计算不能满足开孔位置、复杂应力状态的要求。

国外某大型冷却器筒体上的进出口接管不仅直径大、两接管相距小(只有564mm) ,且承受复杂的外载荷(三个方向的外力及弯矩) ,常规的双开孔补强计算方法已不能解决该工程应力计算问题。

本文利用ANSYS有限元分析软件,对冷却器双开孔进行了详细的应力分析,并对筒体进行开孔补强设计,局部加厚筒体,很好地解决了工程中的问题。

1建立有限元模型1.1设计参数图1冷却器物料进出口外载荷示意图冷却器筒体内径Di为3200mm,冷却器正常工作压力为01246MPa, 工作温度为19115℃,设计压力P为014MPa,设计温度T为220℃,腐蚀裕量为3mm,筒体与进出口接管材料均为SA2516MGr,485 (相当于国产材料16MnR) ,根据内压强度设计筒体名义厚度t为18mm,接管名义厚度t1 为18mm。

接管进出口位于冷却器的顶部,内径为1600mm,直接与外管线焊接,管线作用于管口端面上的载荷如图1所示。