基于位错演化理论的等径角挤压纳米微晶材料数值分析

研究材料微观组织的演化对应力、应变以及应变硬化等问题的影响,是实现等径角挤压成形技术的关键.以纯铝为例,基于位错演化模型,利用有限元分析方法对纯铝的等径角挤压变形行为进行了数值仿真,分析了挤压过程中材料应力、应变以及应变硬化的演化趋势及分布规律.结果表明:随着挤压道次增加,纯铝中等效应力逐渐增加,这导致材料中位错密度的增加;随着位错密度的增加,主应变最大值随后续挤压道次的增加呈增大趋势.因此,考虑等径角挤压过程中的位错演化等材料微观组织演化规律,对材料的实际挤压成形有指导作用.     

辊弯成形过程仿真与参数优化

采用动力显式弹塑性有限元方法对U型钢辊弯成形过程进行仿真,分析了成形过程中应力、应变的分布演化特性,获得了弯曲角增量、机架间距对辊弯成形过程的影响规律,计算结果与实验结果有较好的一致性。基于数值模拟,对辊弯成型轧辊辊径进行优化设计。通过正交模拟实验获取计算结果样本,进而建立轧辊辊径设计目标函数的响应面模型,最终获得辊径优化设计结果,优化后辊弯成形板带截面上的纵向应变差显著降低,改善了成形性能。     

薄板粘性压力成形的数值模拟

基于粘性压力胀形工艺，建立了薄板粘性压力成形的有限元分析模型．对薄板粘性压力胀形成形过程中的厚向应变分布进行了模拟，研究了薄板粘性压力胀形的成形性能，与实验结果的比较证实了该模型的有效性．对不同粘度、不同加载速率以及摩擦系数情况下的粘性压力胀形成形分别进行了计算，讨论了这几种因素对成形性能的影响，为有限元方法在薄板粘性压力成形的应用奠定了一定基础．     

等离子喷涂枪冷却水流场数值模拟

基于计算流体力学技术，建立等离子喷涂枪冷却水流场分析模型，采用求解压力耦合方程的半隐算法(SIMPLE)对其进行数值模拟．结果表明，流场内存在着局部回流和紊流，在冷却水道前端的拐弯处易形成死水区．为此，对枪体冷却水道结构进行了改进，改进后的结构可以有效地防止死水区的产生，提高了等离子喷涂枪的使用寿命．     

连续退火微合金双相钢的应力应变关系

分析连续退火微合金双相(DP)钢各微观相的弹塑性变形行为,根据Eshelby等效夹杂模型和Mori-Tanaka平均场理论,采用Tomota增量变形方法,计算了DP钢拉伸应力应变曲线,与实际的拉伸曲线做了分析比较,并讨论了新铁素体对微合金双相钢屈服强度的影响.结果表明,该应力应变计算模型综合考虑了连续退火微合金DP钢微观组织性能与宏观力学性能的内在联系,更准确地描述了材料的变形行为,能够很好预测连续退火微合金DP钢的拉伸曲线.     

直缝焊管排辊成形中预成形段的动力显式仿真

考虑到直缝焊管的排辊成形过程非常复杂,其间涉及明显的非线性,为了更好地了解板带的成形规律,针对406 mm焊管排辊成形机组的预成形段建立了弹塑性大变形有限元模型,采用动力显式算法进行了仿真计算,分别得到了预成形段管坯的等效塑性应变分布和几何变形,并通过开口度和板宽的测量验证了仿真的准确性.研究结果表明:在预成形段时最大塑性变形发生在带钢的边缘,其次是带钢中心以及带钢与粗成形轧辊端面接触的区域;弯边轧辊对带钢边缘的变形贡献最大.     

薄壁铝型材挤压成形的一种有效模拟方法

基于大变形弹塑性有限元理论和有限体积法基本原理，建立了金属塑性成形的弹塑性UL有限元列式以及塑性流动中的有限体积控制方程．提出了有限元模拟系统到有限体积模拟系统的数据传递和信息继承方法。建立了铝型材挤压成形有限元/有限体积法复合模拟系统，对铝型材挤压过程进行了数值模拟，预示金属在成形中的塑性变形行为，从而为模具设计及工艺参数选取提供理论依据．     

镁合金轮毂低压铸造过程模拟

运用软件PAM—CAS^TM对镁合金轮毂的低压铸造过程进行了数值模拟，研究了填充和凝固过程中温度场、流场以及液体分数等主要参数的分布，预测在此过程中可能出现的各种缺陷．结合镁合金独特的物理性能，分析了这些缺陷的形成机理，给出抑制这些缺陷的方法和措施．发现通过降低浇注速度，可有效地消除在浇铸过程中所产生的气孔和部分缩孔缺陷，以获得高质量的镁合金铸件．     

再结晶退火对荫罩带钢力学性能和微观组织的影响

针对我国宝钢、德国维克多尔和日本东洋三种荫罩带钢,分别在730、780、830℃进行退火试验,研究退火温度对荫罩带钢力学性能和微观组织的影响.通过金相分析和常温拉伸试验,对荫罩带钢微观组织和力学性能--屈服强度、屈服延伸率进行了对比和分析.结果表明,退火后荫罩带钢发生了再结晶和晶粒长大,退火温度对屈服延伸率无影响;退火温度越高,晶粒越粗大,屈服强度越小;宝钢一次冷轧荫罩带钢优于德国和日本二次冷轧荫罩带钢,再结晶退火温度在780℃比较合适.     

7075-T6高强度铝合金温热条件下的拉深成形性能

采用温热拉深试验方法研究了在50~250 °C范围内，温度、压边力和成形速度对高强度铝合金7075-T6成形性能的影响.结果表明：在等温条件下，7075 T6的极限拉深比随着温度升高而先增后减；在差温条件下，极限拉深比随着温度升高而增大，当温度超过150 °C时，其极限拉深比较等温条件的大；随着温度升高，拉深成形所需要的力降低；在等温或差温条件下，虽其极限拉深比的差别较大，但其杯形件厚度的变化规律基本一致；当压边力为5 kN，速度为10 mm/min时，试样的成形性能最佳.