矩形截面铝合金管材的单道次空拉拔变形机理

采用弹塑性有限元法模拟研究铝合金管材由圆截面拉拔变成矩形截面的变形机理,建立了空拉拔工艺简化的三维运动模型及弹塑性有限元模拟模型,实现了空拉拔模拟。通过一系列仿真得出了模孔半角对拉拔载荷的影响规律,进而得到了半角的合适取值;得出了失稳状态下切向应力沿着管坯周向分布的规律,并将模孔定径带优化设计为中拱角度178°,有效消除了失稳现象;最后得到了拉拔过程中的接触边界分布和接触应力分布规律。采用修正后的模具拉拔出的矩形截面铝合金管材尺寸合格、表面光亮。     

基于仿真技术的推力锥锻造工艺开发

以推力锥锻造成形工艺开发为目的,分析了推力锥产品锻造工艺的可行性,提出了2种锻造工艺方案,利用金属塑性成形仿真软件DEFORM-3D,对2种工艺的推力锥锻造成形过程进行了仿真.通过工艺优化,提出了精备料、准定位、快成形的推力锥锻造成形新工艺,即锯切下料、空气锤上镦粗及预锻、摩擦压力上机终锻的推力锥锻造工艺.通过生产试制及产品检测,获得了壁厚差在1.5mm以内、摩擦面的平面度低于0.7mm、无需后续机械加工的推力锥锻件.     

Ti-6Al-4V合金电弧熔丝增材的组织性能研究进展

Ti-6Al-4V钛合金具有密度低、高温下组织稳定、强度高的特点,被广泛应用于机翼翼梁、起落架支撑肋等航空工业关键零部件的制造。电弧熔丝增材技术研究始于20世纪80年代,该技术具有成型效率高、原材料利用率高、设备简单等优势。目前,学界对Ti-6Al-4V合金电弧熔丝增材技术开展了广泛研究并已取得一定成果。笔者综述了电弧熔丝增材制造技术的发展历史及研究热点,并整合了国内外Ti-6Al-4V合金电弧熔丝增材技术的最新研究及应用情况,对电弧熔丝增材制造Ti-6Al-4V合金的组织性能特性及调控工艺进行了总结与展望。     

锻模设计知识管理系统的规划与实现

针对锻模行业中普遍存在的知识利用率不高、知识资源流失严重的现象,按功能不同将锻模设计知识进行梳理并分为5大知识模块,基于J2EE平台建立支持锻模产品设计的知识管理系统．进一步对知识形式划分为数据型、规则型等6大类,分别提出了知识的表示方法．分别从深层知识和浅层知识2个方面开发知识获取方式,构建数据和知识结合、常规数据处理与基于知识的处理结合的广义知识库系统．最后以整体锻模为设计对象,提出知识管理系统和CAX设计自动化系统集成与融接模型．     

矩形管成品拉拔的芯头工作带设计与变形平滑化

分析矩形管带芯头拉拔工艺实质和变形平滑化机理,提出"以小变形量控制矩形截面管坯均匀的从模具工作带挤压出来"的拉拔平滑化方法.建立了带芯头拉拔工艺简化的三维运动模型及弹塑性有限元模拟模型,采集矩形长边中点、短边中点、圆角中点三个研究的关键点,分析获得直线型与带台阶型两种方案关键点的等效塑性应变和接触应力变化规律.在表面质量最难以保证的长边中点,带台阶方案的等效塑性应变较直线型芯头提高45.5%,其接触应力由0提高到13 MPa.采用带台阶型的芯头工作带拉拔,获得"一拉二压"的应力状态,以少量挤压变形调控壁厚偏差、提高矩形管材内外表面质量.     

烧结矿FeO含量模糊聚类算法的研究与应用

烧结机速、料层厚度和点火温度等烧结工艺参数对烧结机尾断面辐射图像特征分布有着重要的影响，而断面辐射图像特征与烧结矿化学成分存在复杂的非线性映射关系．根据方差分析理论，运用混合统计量来确定烧结机尾辐射图像特征的最佳分类数，并应用划分熵来验证分类数的正确性．现场实验表明：该算法正确，能在线运行，准确预报烧结矿FeO含量区间．     

温度及应变速率对7075铝合金临界损伤因子的影响

解析Cockroft-Lathem韧性累积损伤计算原理,提出基于损伤敏感率演变规律求解临界损伤因子的方法。完成不同温度和应变速率条件下多组7075铝合金试样的热物理模拟压缩试验,以采集到的真实应力应变数据作为数值计算损伤值的底层材料模型,以最大损伤值出现的镦粗鼓外缘部位为研究区域,获得损伤敏感率在变形初期快速下降至后期逐步趋于0的损伤软化规律,而损伤软化现象对应变速率较为敏感。以损伤敏感率为0作为临界损伤因子出现的时机,获得7075铝合金在温度573～723K、应变速率0.01～10s-1下的临界损伤因子分布规律。结果显示其不是常数,而是为在0.255～0.453范围内变化的变量,其在高的温度下对应变速率更为敏感,在高的应变速率下对温度更为敏感。     

昆虫体壁外感觉器的应力放大传感效应

人类对天然生物所具备的应力放大功能的研究,有助于仿生开发适合于工程应用的应变传感器。在场发射电镜下观测到绿金龟子外甲壳的微观形貌,发现绿金龟子外甲壳是典型的正交逐层铺设纤维增强复合板,其上以40～50μm的间距分布着直径50～70μm的一系列近似圆形的刚毛毛窝,将这种形式表征为逐层正交铺设纤维增强带孔板,通过有限元及加权平均法计算获得孔应力放大系数为2.424,这种效应提高了外感觉器的灵敏度。进一步观测发现毛孔壁存在一种螺旋纤维结构,可抵御来自各个方向的应力集中,保护了刚毛下的毛窝腺及外体壁安全。     

AZ80镁合金热塑性稳定变形工艺参数识别

通过AZ80镁合金多组试样的热物理模拟压缩试验获得在温度523～673 K、应变速率0.01～10 s-1下的真实应力应变数据,以此作为计算应变速率敏感指数（m值）、能量耗散率（η值）、失稳判据（ξ值）三重指标的底层材料模型。以一组3D曲面形式揭示了应力、温度、应变速率、应变量的共同作用诱导的多种变形机制转化及同时存在所引起的应变速率敏感系数m值的剧烈响应,并通过m值的正负初步识别变形稳定区与失稳区。进一步绘制能量耗散图并识别出η值为负的不稳定变形区,以及η值为正的稳态变形区。在此基础上最后通过失稳判据分布图识别出ξ＞0的稳定变形区、ξ≤-1的失稳变形区、-1＜ξ≤0的亚稳定变形区。综合识别后,具有较高m值水平、较高η值水平、较高ξ值水平的稳定变形参数区间为优先推荐,具有负m值水平、负η值水平、负ξ值水平的失稳变形参数区间为避免推荐。