塑性工程力学镦粗和拔长理论与技术的进展

塑性工程力学中，在拔长工艺理论方面，应用方柱体镦粗的两个新力学模型与拔长的刚端影响问题，论证了只有砧宽比一个工艺参数的不足，而应补充一个新的工艺参数－－料宽比，才能正确描述拔长体中心区域的应力状态与有效控制锻件质量。     

锻造比计算方法的探讨

本在总结归纳了国内外现有各种锻造比计算方法的基础上，分析了其中存在的问题并进行了分析比较，提出了一些个人看法，同时还推导了镦粗锻造比与拔长锻造比的折算公式，供有关技术人员参考。     

镦粗工艺理论与技术的进展

提出了普通平板间镦粗圆柱体高径比Ｈ／Ｄ〉１时刚塑性力学模型的拉应力理论和高径比Ｈ／Ｄ〈１的静水应力力学模型的剪应力理论,前者打破了传统工程塑性力学中所阐述的镦粗体内部总处于三向压应力之说,后者圆满地解释了大型饼类锻件中常出现的“夹馅饼”缺陷问题,平板镦粗所理论已被定性物理模拟和定量数值模拟,广义滑移线解,力学分块法和生产解剖试验所证实,在该新理论基础上,进一步提出方柱镦粗的两个新力学模型,锥形板镦     

FM上下V型砧拔长圆柱体应力状态的定性试验研究

采用定性物理模拟的方法。对ＦＭ上下Ｖ型砧拔长锻造时锻件心部应力状态进行了实验研究；得出了采用该法拔长圆柱体时，不出现轴向拉应力折最小砧宽比小于普通Ｖ型砧锻造法的结论，为实际工艺在生产中的应用提供了实验依据。     

汽轮机转子凹面板漏盘圆柱体镦粗的机械设计的优化研究

大型汽轮机转子作为大型锻件中的代表性产品,其机械设计一直以来都是火电机组开发设计的关键部件,而镦粗对碳化物破碎的分布均匀、改进锻件的力学性都会产生较为重要的作用,基于此文中对汽轮机转子凹面板漏盘圆柱体镦粗进行了有限元优化分析。首先给出了凹面板漏盘圆柱体镦粗的力学优化模型:提出了镦粗时使用凹球面镦粗板,可使镦粗后毛坯上下两端形成鼓形,避免拔长生产时凹心缺陷的出现建立了锻件毛坯在凹面镦粗板和凹面漏盘间镦粗的力学模型的CAD图。在凹面板漏盘圆柱体镦粗有限元数值模拟中得出:参数υ=7mm/s、θ=20°时毛坯镦粗后内部的综合性能较优,其不同区域的应变、应力较均匀;漏盘孔口倒圆角半径值不同,对毛坯镦粗后根部表面形状影响不明显;盘孔与钳把间隙量120mm时可在一定程度上相应的提高毛坯内部综合性能,这一研究对于汽轮机转子铸造工艺改进具有一定的实际意义。     

Ti-6Al-4V合金在快锻液压机上锻造工艺的计算分析

本文对Ti-6Al-4V合金在快锻液压机上锻造过程中的变形力及变形温度等工艺参数进行了计算;阐述了锻件在快锻液压机上镦粗及拔长过程中的温度变化及锻造回炉加热次数的计算方法,为锻造车间锻造工艺的确定和对锻造工艺更加深入的研究工作提供了参考。     

径向锻造终锻过程的流函数法解析

径向锻造的终锻变形过程,因锤宽与坯径比较大,几乎包围了整个圆周,故认为变形主要发生在轴向延伸,它与拉拔,镦粗等变形相似,但受方向及变形特点又不相同,为了解决与初锻过程出现同样“跳卡”和分析锻造质量问题,采用了流函数法对进料量、锤头尺寸,形状等因素的,影响进行了理论分析,为径向锻造选择合适的工艺参数提供了理论参考。     

核电主管道材料316LN钢塑性成形过程晶粒细化

AP1000核电主管道材料为316LN,该钢种无法通过热处理细化晶粒,需在锻造过程中保证产品的晶粒度要求。该文研究了316LN钢单道次和多道次变形条件下的动态再结晶行为,获得316LN钢在锻造成形中的晶粒细化判据;提出了上平下V砧的改进砧形,对锻件采用大圆角V砧以及上下不等砧宽比进行拔长,采用数值模拟和物理模拟相结合的方法,研究了拔长过程应力应变分布规律,并确定合理的工艺参数,有效地提高锻件变形区域的等效应变及均匀分布,达到锻件变形均匀和晶粒细化的目的。该结果对核电主管道锻造工艺方案优化具有理论参考价值。     

不同锤锻方式下Ti--6 Al--4 V合金组织及取向演变

利用扫描电镜和背散射衍射技术研究了Ti-6Al-4V合金在不同锤锻变形方式下的组织与取向变化。结果显示：随着镦拔变形次数的增加,Ti-6Al-4V合金中α相及β相组织均趋于均匀,而且两相的取向聚集越不明显;进一步热处理后,锻造过程中形变储存能得到释放,在释放过程中两相也会发生一定的倾转,轴向三次镦拔或者换向三次镦拔对组织均匀性改善明显。综合分析发现,密排六方结构的α相的取向分布对变形方式较敏感：原始棒材以及一次镦拔时,合金中α相的取向{0001}基面织构占了很大部分;随着镦拔次数增多,形变能增加,虽然{0001}基面滑移被抑制,但是{1010}、{1120}等柱面滑移以及{0111}、{1123}等锥面滑移得以开动,大幅地增加了取向的种类,进而降低了取向的集中性,使得取向更趋均匀化。     

压缩-扭转复合变形的实验研究

本文以金属塑性成形的屈服准则为依据,提出了一种圆柱体压缩-扭转复合变形工艺,并且用塑性泥做了模拟实验。研究表明:该工艺与传统的镦粗工艺相比,能大幅度地降低锻造变形力,同时能消除坯料中的难变形区,改善变形分布的不均匀性,而且内部孔洞性缺陷能更快地闭合。该工艺在锻造生产中有着光明的前景。     

大型轴类锻件新型凸面砧拔长研究

拔长是大型轴类锻件成型的重要工序.本文针对其锻造中拔长过程,研究了一种新的型砧,以期改善拔长时工件应力应变状态,提高锻件内在质量.并应用有限元分析软件deform-3D进行数值模拟,分别研究了型砧角度α、砧宽比对锻件内部应力、应变的影响,列出了对比试验结果.从而确定了基本的型砧参数.     

油田用抽油杆镦锻成形过程数值仿真研究

介绍了抽油杆工艺特点及抽油杆镦锻成形工序过程.依据成形过程,基于三维刚-黏塑性有限元的理论,利用有限元软件对抽油杆镦锻成形各工步进行了数值仿真模拟.得到了抽油杆镦锻成形各工步的应力、应变、损伤场等的变化规律,为抽油杆镦锻成形提供了直观设计依据和经验.     

凹形坯料镦粗过程的数值模拟及工艺参数优化

在凹形坯料镦粗过程中，当侧表面母线形状选取不当时，在侧表面存在同拉应力，在心部存在切向与径向拉应力，把刚粘塑性有限元法与改进的约束变尺度法相结合，以侧表面母线形状，压下量，初始高径比等为设计变量，对凹形坯料镦粗工艺进行了优化，优化结果表明：改进的约束变尺度法有较好的稳定性和计算效率，是一和中很有前途的优化方法。     

轴对称塑性变形问题的广义滑移线方程推导

提出了广义滑移线的概念，推导出轴对称塑性变形问题的广义滑移线方程发展了工程塑性力学的解题方法：求解了初始高径比Ｈｏ／Ｄｏ＝２．３３的圆柱体试件在普通平板间镦粗３０％时的应力场，计算结果得到物理模拟实验的证实，与理论模型相吻合。     

LD10锻造铝合金内部残余应力分析

采用仿真和实验相结合的方式,首先利用动力显示有限元分析软件建立了自由锻造圆饼过程的模型,仿真出锻造过程中的变形和应力分布情况,得到锻造铝合金内部残余应力的分布及变化规律,再利用切除法对选自锻饼不同部位的LD10锻造铝合金进行了残余应力测量。比较了LD10内部残余应力的分布特点,并从金属屈服和塑性流动的角度出发对这种残余应力的构成进行了分析。结果表明：LD10铝合金的残余应力分布特点随选料位置不同而有较大不同,在锻饼心部选取的试件表层受残余拉应力,心部受残余压应力,在锻饼边缘选取的试件表层受残余压应力,心部受残余拉应力。     

基于ABAQUS的半固态AZ61合金镦粗成形数值模拟

利用ABAQUS有限元软件对半固态AZ61合金坯料的镦粗问题进行了分析,计算了坯料内部的应力和变形,通过用触变成形实验得到的变形力与模拟计算得到的变形力相比较,两者基本吻合,为进一步研究控制半固态AZ61合金镦粗变形方案提供了理论依据。     

砂垫层底面应力分布规律的理论分析

对换填法中关于砂垫层厚度的设计理论作了概括介绍 ,通过对土颗粒模型的分析 ,指出砂垫层底面附加应力为均匀分布和梯形分布两种假定的片面性 ,提出新的观点 :砂垫层底面附加应力的分布形状应根据垫层宽高比确定。当宽高比无限大时近似地认为均匀分布 ;宽高比等于或接近 1时 ,呈梯形分布 ;随着宽高比的逐渐减小 ,分布形状逐步过渡到三角形     

焊缝对拼焊板纵向拉伸成形性能的影响规律

基于焊缝和母材应变相等的假设,推导出拼焊板纵向拉伸时平均延伸率与母材材料参数、焊缝材料参数及母材与焊缝初始宽度比之间的关系.在母材材料参数一定时,采用有限元方法分析了焊缝材料参数、初始宽度比对拼焊板纵向拉伸抗拉强度和平均延伸率的影响规律.结果表明,焊缝强度系数K对拼焊板纵向拉伸抗拉强度的影响较为显著,而对平均延伸率影响较小;焊缝硬化指数n对抗拉强度影响很小,对平均延伸率影响较大;初始宽度比对试件拉伸性能的影响存在一个敏感区域(0~20),当初始宽度比大于20时,拼焊板随其变化趋于平缓.     

锻造方式对 Ti--6Al--4V 合金组织及取向分布的影响

在快锻液压机上对 Ti-6Al-4V 合金进行了锻造变形,采用扫描电镜、背散射电子衍射技术以及 X 射线衍射技术研究了不同锻造方式下合金组织及晶粒取向的变化规律。在单向镦拔和换向镦拔两种不同锻造方式下,难变形区、小变形区及大变形区中α相及β相的分布差别不大,组织均匀性基本一致,两种变形方式下锻坯不同区域的应变稍有差别。进一步对不同变形区域形变织构的定量分析可知：在应变较小的边缘区域,变形主要以{0001}基面滑移为主,形成基面织构;在应变较大的内部区域,织构明显转向{112     

微减宽轧制技术在中厚板宽度控制中的应用

在中厚板宽度控制中,为了提高不同展宽比条件下的产品矩形度,提出微减宽轧制技术.通过分析不同展宽比条件下的展宽变化规律及横向流动因子与展宽系数的关系,建立宽度形状函数,然后根据宽度形状函数计算出沿着长度方向上各个点的狗骨回展量,根据该回展量得出立辊变辊缝减宽轧制曲线.实际应用结果表明,应用该方法产品成材率有了明显提高,具有良好的应用价值.