切削过程中剪切区微观组织演化的预测模型

金属切削过程中强烈的热力载荷会引起切屑内微观组织的变化.为了反映材料微观组织对剪切区力学行为的影响,提出了一种基于位错密度的剪切区微观组织演化解析模型,对切屑形成过程中塑性变形引起的微观组织演化过程进行了建模.首先,使用非等距剪切区解析模型计算出剪切区应变和应变率的分布;然后,用基于位错密度的材料模型替换Johnson...     

二维塑性变形中应变分布测量的新方法

为了解决复杂构件体积成形过程中金属变形流线和塑性应变分布难于定量测量的问题,本文提出了一种用套环螺纹的测量方法.该方法不用替代材料即可实现对体积成形过程的三维塑性变形的测定,进行定量分析.利用该方法对轮毂件成形过程中四条流线及其轴向应变进行了测量分析,并将实验结果与数值模拟进行了对比.用套环螺纹法获得的应变分布与有限元模拟的应变分布吻合.说明该方法是测量体积成形过程中塑性应变分布较为有效的实验方法.     

长纤维复合材料非线性细观模型

本文基于Huang细观理论弹性模型,建立桥联参数与基体等效塑性应变的函数关系式,从基体塑性及塑性应变改变复合材料应力场分布两个方面研究复合材料非线性。从而,细观力学桥联模型能够分析基体塑性变形对基体与纤维协同工作的影响。本方法运用传统塑性理论计算基体的塑性变形,以改进的桥联矩阵考虑分配基体和纤维应力,计算过程相对简明。最后,本文用该方法分析了单向复合材料剪切性能,理论计算值与实验结果吻合较好。     

基于蒙特卡罗方法的直角切削切削力概率特性分析

考虑随机因素的影响,采用蒙特卡罗数值模拟方法,研究金属切削过程中切削力的统计分布规律.建立非等分平行面剪切区模型,求解切削速度、剪应变以及剪应变率.构建金属切削材料控制方程和温度控制方程,求解剪切区剪切应力及切削力.根据切削参数的分布信息抽取样本,代入切削力模型进行计算,获取切削力,并统计切削力的概率特性,从而提出一种基于蒙特卡罗方法的直角切削切削力预测方法.     

考虑应变非强化区的Ohno本构模型验证分析

对含有塑性应变非强化区的Ohno循环塑性本构方程关于应力、内变量计算和一致切线刚度矩阵计算的过程进行了分析,在此基础上编写了ABAQUS材料用户子程序UMAT。然后用该程序对316L不锈钢材料的应变对称拉压变幅循环、应变非对称拉压变幅循环、应变对称剪切(扭转)变幅循环和轴向拉压棘轮循环等塑性变形过程进行了数值模拟,所得结果合理地反映了材料相应试验过程中的现象。     

大块金属玻璃剪切带形成的“原位”压缩实验研究

对一种锆基大块金属玻璃材料进行了室温下的准静态SEM"原位"压缩实验,并对其剪切带行为进行了研究.测得的宏观应力应变曲线表现出理想弹塑性响应.对样品变形过程中和断裂后的表面剪切带斑图进行的分析表明,多重剪切带的形成及其交割和分叉行为能显著提升其金属玻璃材料的塑性变形能力.采用Mohr-Coulomb模型对其断裂偏离最大剪应力平面的现象进行了描述.基于金属玻璃塑性变形的自由体积模型,对剪切带交割点产生的纳米尺度空洞和微裂纹形成机理进行了分析.图6,参16.     

直角切削的热力建模与仿真分析

基于不等分剪切区模型,提出了一个直角切削的热力建模方法.在剪切区,用Johnson-Cook方程表示材料的本构关系,并建立了切屑通过剪切区的速度、应变、应力和温度的控制方程.在刀具/切屑面上,引入依赖切屑速度的摩擦经验公式.通过数值迭代方法计算出流动应力,并考虑了加工硬化和热软化对流动应力的影响.最后预测了各种不同加工条件下的切削力,并与已有文献的直角切削实验数据做比较,发现结果基本一致.提出的模型不需额外的测试,仅需要材料属性和切削条件就能预测出直角切削的切削力.     

微尺寸单晶金属应变突变现象的随机有限元分析

微米尺寸单晶柱体的压缩实验发现,在其塑性变形过程中应变会发生突变,致使塑性流动呈现明显的间歇性. 通过随机有限元方法,分析了微米尺寸和块体镍单晶柱体在混合加载方式下的间歇性塑性流动行为. 同时,结合镍单晶柱体的实验数据以及基于经典晶体塑性理论的有限元方法,对近期新建立的理论模型进行了分析研究. 结果表明:新理论模型能够捕捉应变突变的发生;对于块体材料,新模型计算结果与常规晶体塑性有限元结果以及实验结果均比较吻合;当单晶柱体尺寸减小至几十μm左右时,新模型预测结果仍然能够与实验结果保持一致;微柱体的塑性流动是通过一系列的应变突变行为实现的.     

剪切角新模型的研究

通过对切削区速度场的分布,给出了滑移材料单元的运动速度方程,建立了以速度场理论为基础的剪切角模型。该模型不但解决了二元切削时剪切角的计算,并首次给出了三元切削时法向剪切的计算公式,从而解决了三元切削时剪切角的计算问题。本文用此模型对切削实例进行了计算,得到了较满意的结果。     

切削区温度分布研究

金属切削加工中,切削热与切削温度是一重要的物理现象,切削温度及其分布直接影响刀具磨损和工件的加工精度及表面质量.本文通过分析切削力和刀—屑接触长度的计算,建立了刀—屑接触区的正应力与剪应力的分布计算模型,采用有限元法对稳态切削过程中切削温度分布进行了计算,得到了切削区切削温度的分布情况.     

水驱油藏中微观注水倍数计算方法

常规岩心驱替实验中的注水倍数与整个油藏中注水倍数不一致,导致岩心驱替实验成果难以较好的应用到油藏开发计算中,因此需要知道地层中的微观注水倍数(也有的称为过水倍数)的分布,该微观注水倍数要求与岩心驱替实验中的注水倍数相一致。以五点法井网为例,确定了地层中的流线分布。流体是沿流线做一维流动,将每一条流线可看作是由若干个岩心连接而成,这样通过一维水驱油理论,可计算得到流线上的饱和度分布以及每个岩心的注水倍数,从而确定地层中的微观注水倍数分布。可以将岩心驱替实验的注水倍数与地层中的微观注水倍数相匹配。对于如何将岩心驱替实验结果应用到油藏开发指标计算中提出了合理的解决办法,具有重要的理论和实际意义。     

考虑渗透率张量的各向异性油藏流线模拟方法

针对各向异性油藏,考虑全张量形式渗透率,建立三维两相不可压缩流体流线模拟方法。采用十九点差分格式对压力方程差分离散并进行求解得到压力场,对全张量渗透率下运动方程求解得到速度场,采用Pollock方法确定并追踪流线,最后根据一维水驱油理论得到任一流线内的含油饱和度分布。不同渗透率张量油藏模型计算结果表明:油藏压力沿最大主渗透率方向传播较快;由于流速计算时交叉项的引入,流线与压力梯度方向一般不一致;注采井方向与最大主渗透率方向垂直布置可有效减轻注入水沿最大主渗透率方向的突进,使流线在整个油藏中分布更加均匀,改善水驱开发效果。     

设计蜗壳式混流泵的一种新方法

本文给出了蜗壳式混流泵的准二元理论设计方法;推导了叶片轴面流线方程;分析了设计原理和计算方法。文中以比转数为400的混流泵作实例,在计算机上算出了结果。     

各向异性油藏水平井线性井网渗流场分析

为了直观地反映各向异性油藏水平井线性井网地层压力分布及流体运动轨迹的特点,建立了各向异性油藏水平井不稳定渗流的数学模型,利用源汇理论、Newman乘积法及压降叠加原理获得了各向异性油藏水平井井网不稳定渗流地层压力公式,给出了流线生成方法,研究了水平井线性井网渗流场分布规律。结果表明:储层各向异性和生产时间对水平井线性井网渗流场影响较大。在不同的各向异性强度下存在着不同的最佳井排距,使水驱波及效率和水平井的产能达到最大。生产时间越长,则压力传播范围越广,采出程度越高。利用本文方法产生的流场图能够为各向异性油藏水平井开发井网设计、剩余油分析及注入方案的优化提供科学依据。     

计算冷挤压成型钢盔挤压力的滑移线法

阐述钢制头盔冷挤压成型的塑性变形和钢制椭圆薄板冷挤压塑性成型过程的塑性流线,并由此建立滑移线分布,用滑移线计算钢制头盔的挤压力。最后给出应用算例。     

不同注采方式的流场计算模型及物模验证

针对不同注采方式（直井水平井一注一采、水平井一注一采、水平井两注一采）流场分布问题,开展了不同注采方式下流场数学计算模型和物理模拟研究。采用保角变换和镜像反映原理,建立了不同注采方式流场数学模型,推导出势函数和流函数数学表达式,得到不同注采方式内部等势线和流线分布图。通过开展不同注采方式下水驱油物理模拟实验研究,对不同注采方式流场计算模型计算结果进行对比验证。结果表明,不同注采方式流场计算模型计算结果与物模实验结果具有很好的一致性。直井水平井一注一采内部流场表现出一定的线性流,水驱波及面积较常规直井注采方式有所增大。水平井一注一采内部注采井间流线呈线性流,与直井水平井一注一采相比,流线控制的面积增大,驱替效果更好。水平井两注一采内部水平生产井跟端和趾端附近流线较为密集,水平生产井中部位置附近流线相对稀疏易形成滞油区。     

水平井井网渗流场的流线分析

为了直观地反映出油藏流体在五点法水平井井网间的运动轨迹,利用压降叠加原理获得水平井井网地层压力公式,给出流线生成方法,研究了水平井井网流线分布规律,并分析了流线分布的特征。结果表明:水平渗透率、水平井长度及生产时间对平井井网流线分布影响很大。在不同的水平渗透率下存在不同的合理井距,使水平井的产能达到最大;水平井长度越长,生产井的泄油面积越大,从而提高水平井的产能;生产时间越长,注入井的波及范围越大,油藏的采出程度越高。利用该方法产生的流线分布图能够为剩余油分析、优化水平井网和注入方案提供重要依据。     

有攻角高超声速穿甲弹气动烧蚀的研究

该文采用“轴对称比拟”的研究方法，运用相似性理论，基于小横向流假设，研究了有攻角高超声速穿甲弹的气动烧蚀。通过耦合计算物面流线几何形状、比例因子、气动加热烧蚀模型，结果表明弹丸头部出现了严重的不对称变形，这将引起弹丸气动力的较大变化，可能导致弹丸飞行稳定性和密集度的降低，对今后进行高超声速穿甲弹的设计有重要的促进作用。     

原油乳状液液滴建模与小变形动力学分析

从微观角度出发,根据运动学基本定律,建立乳状液液滴受力模型,同时进行了乳状液液滴的小变形动力学分析,并进行了模型求解和仿真,为原油电脱水的自动控制提供了理论基础。     

钨极氩弧焊焊接电弧数值分析

以钨极氩弧焊(TIG)电弧为研究对象，根据磁流体动力学理论构建了电弧数学模型，并对TIG焊接电弧进行了数值分析．数值模拟所得电弧等离子体温度分布与试验值相当吻合．在此基础上对电弧压力和电流密度进行了分析，并通过试验验证了模拟结果．实验结果表明，在本试验条件下，电弧压力分布符合双面指数曲线分布，电流密度分布符合高斯分布规律．