Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金本构关系的新模型

本构关系是联系材料塑性变形行为与工艺参数的桥梁,也是用有限元法模拟金属成形过程的前提条件．开发了一个基于神经网络的Ｔｉ－５Ａｌ－２Ｓｎ－２Ｚｒ－４Ｍｏ－４Ｃｒ合金的本构关系模型．首先利用Ｔｈｅｒｍｅｃｍａｓｔｏｒ－Ｚ型热模拟机等温压缩Ｔｉ－５Ａｌ－２Ｓｎ－２Ｚｒ－４Ｍｏ－４Ｃｒ合金,研究在不同变形温度、变形程度和应变速率等工艺参数条件下流动应力的变化情况．然后用实验所得的热变形工艺参数与性能间的数据来训练具有ＢＰ算法的人工神经网络．训练结束后的神经网络即成为一个知识基的本构关系模型．预测结果和实验结果对比表明神经网络模型具有较高的精度和推广能力．     

基于事例推理(CBR)的同构模具工艺设计模型

从同构模具的实际情况出发,分析了同构模具ＣＡＤ系统中工艺设计部分开发过程所遇到的困难,在参考事例推理思想的基础上,提出了基于ＣＢＲ的同构模具ＣＡＤ软件工艺设计模型（ＳＳＰＰＣＢＲ）,并详细分析了模型中ＣＢＲ推理机、交互工艺生成模块、综合数据库、工艺知识库、ＣＡＤ系统主要模块的豚建立在这些模块基础上的同构模具工节生成原因、此模型的采用可有效提高同构模具工艺方案生成的智能性。     

冷挤压工艺规划知识基系统功能设计

介绍了冷挤压工艺规划知识基系统功能的设计。系统采用特征建模建立产品模型;在工艺规划时,将工艺设计分为初始方案设计和详细修正设计过程,而且修正设计从生产成本和模具寿命的角度出发,采用分和合的方法来达到系统的工艺详细设计;工艺优化采用相对成本和ＣＡＥ相结合的方法以获取成本和质量均优的工艺方案,系统的功能设计为实现集成ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＥ的冷挤压工艺规划系统奠定了基础。     

电火花加工工艺效果建模

研究了电火花加工（ＥＤＭ）技术的加工机理。以峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔、抬刀时间和加工时间为输入参数,并以加工速度和表面粗糙度为输出参数,分别用神经网络技术与非线性回归技术建立了ＥＤＭ工艺模型。经过实验数据的比较,认为这两种模型均能较精确地预测出给定条件下的加工速度和表面粗糙度,反映了该机床的加工工艺规律。其中,利用神经网络建立的模型具有更高的预测精度。     

细观参数对纤维增强金属基复合材料宏细观力学性能的影响

B纤维、SiC纤维增强Al基及Mg基复合材料的微观参数对宏观性能具有重要影响.基于细观力学理论,利用代表性体积元(RVE)建立极坐标复合材料宏细观弹塑性本构模型,采用有限元法研究了Al基和Mg基复合材料的基体材料、纤维种类、纤维体积分数对复合材料整体力学性能的影响.研究结果表明:基体材料遵循自身弹塑性变化规律并引起复合材料整体的弹塑性变形,纤维保持其线弹性性能,在拉伸过程起主要承载作用;基体材料及纤维体积分数对复合材料力学性能的影响效应更强;利用宏细观本构模型计算获得的复合材料应力值与试验值接近,误差不超过2.5%.     

连续挤压成形过程仿真中的摩擦模型

基于连续挤压成形过程中的摩擦特点,分析了该过程的摩擦影响因素,建立了连续挤压成形过程的摩擦驱动力学模型,推导出摩擦泛函对总体刚度矩阵和荷载列阵的贡献,并且对连续挤压成形过程进行了计算机仿真。得出了有关连续挤压全过程的应力场、应变场和温度场分布。仿真结果与连续挤压成形过程中的摩擦特点相吻合。     

LD11铝合金活塞裙锻造成形坯料工艺

LD11铝合金活塞裙由于形状复杂、含硅最高,非常难以成形,成形过程中,坯料的形状直接影响产品的质量。因此,坯料形状的选择,一直是该类活塞裙成形的技术难点,首先从理论上对圆柱形的锥台形两种不同形状的坯料在成形过程中金属的流动行为进行了分析,初步了解了它们各自的变形特点,然后采用有限元方法,对圆柱形和锥台形两种坯料的成形过程进行对比模拟,进一步得到了它们在成形过程中速度场、应变场和金属纤维流线的分布规律,通过分析这些场量的不同分布对产品质量所产生的影响,初步选择了活塞裙成形的坯料工艺方案。最后,根据所选的方案进行实物锻造,得到了形状、尺寸和内部质量都比较理想的产品,采用这种理论分析、有限元模拟和实物锻造相结合的方法,不但确定了LD11铝合金活塞裙锻造成成形的坯料工艺方案,同时也说明了它是制订塑性加工工艺的一条良好技术路线。     

刚塑性含空洞材料变分原理的研究

根据含空洞材料的Gurson-Tvergaard塑性势函数,将由于空洞的物理作用引起的损伤和体积膨胀效应考虑到连续介质本构方程中,给出并证明了刚塑性含空洞材料的变分原理。给出的广义变分原理为用有限元方法模拟含空洞材料的塑性成形过程提供了理论基础。     

基于Bézier曲面造型的触模和摩擦条件施加算法

介绍了利用双三次 Bézier曲面块对模具表面进行拟合的方法 ,对模具表面和变形体表面采用 Bézier曲面进行了统一的描述 .提出了在刚塑性有限元模拟中相应的变形体边界自由节点与模具表面的接触算法以及摩擦边界条件的施加算法 .Bézier曲面的应用使有限元模拟系统中的模具描述更接近于实际模具造型 .模具表面与变形体表面的统一描述 ,简化了触模算法以及摩擦条件施加算法的数学计算 .而触模算法以及摩擦条件施加算法的实现 ,使拟合的曲面能够在数值模拟软件中直接应用而不需要再次转化 ,从而保证了模拟的精度 .     

非静压成形过程的刚塑性有限元模拟

本文针对非稳态高速成形过程，讨论了冲击载荷和体积力的计算问题，给出了一种全面考虑冲击载荷与体积力作用的刚塑性有限元方程。并且将此分析成功地应用于锻造过程中上下模具金属填充性能的比较研究。