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     

锻造理论与工艺的进展

塑性加工原理中,在镦粗工艺理论方面,发现、提出与研究与平析间镦粗加圆柱体的新理论。在此基础上,提出了广义滑移线法和力学分块法。为了克服平板镦粗时其镦粗体内变形不均匀与应力状态不佳的两大缺陷,人改变毛坯端部的边界条件入手,提出了一种新工艺－锥形板镦粗。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以数－料宽比,才能正确     

控制微观组织和材料损伤的锻造工艺多目标优化

为了对大型锻件多步锻造过程中微观组织和裂纹进行控制,提出了一种基于数值模拟的多目标优化设计方法.该方法以始锻温度、锻模击打速度和工步压下量为优化设计变量,以锻件晶粒均匀细小和材料损伤为子目标并构造总目标函数,将正交试验设计引入优化解搜索过程,获得了最优锻造工艺参数.应用该方法对圆柱体两步镦粗工艺进行多目标优化设计,并与单目标优化进行了对比分析.结果表明:工步压下量对锻件微观组织和开裂率影响最大,其次为锻模击打速度,始锻温度影响最小;要想获得均匀细小的锻后晶粒组织并防止裂纹产生,宜选用较高的始锻温度和较大的初锻压下量;多目标优化对微观组织和材料损伤的优化效果较显著.     

基于复杂接触摩擦的圆柱体镦粗的上限解

为了提高计算圆柱体镦粗单位镦粗力上限解的精度,提出了一种基于复杂接触摩擦圆柱体镦粗的上限解法.根据翁克索夫等人提出的镦粗时接触面上摩擦切应力按照库仑摩擦定律、最大摩擦定律及线性分布摩擦定律的组合分布,利用上限法求得了圆柱体镦粗时单位镦粗力上限解,该解和主应力法解析解完全相同,比通常假设接触面上摩擦切应力为某一常数或按库仑摩擦定律分布的上限解要精确得多,同时还指出了圆柱体镦粗时按库仑摩擦定律求单位镦粗力上限解的适用条件.     

大型水轮机主轴锻造过程裂纹缺陷的预防

针对大型水轮机主轴内法兰锻件锻造过程的裂纹缺陷,采用热力学实验方法,研究了其主要用钢20SiMn的高温力学性能.结果表明,提高变形温度和降低变形速率有利于避免该材料内部裂纹萌生.根据Cockcroft & Latham延性断裂准则,计算得到了20SiMn钢的延性断裂破坏因子为30.0.利用Deform 3D软件,对大型水轮机主轴内法兰锻造过程进行了数值模拟,预测了该类锻件在空心镦粗过程中裂纹产生的趋势和区域,并提出将单砧压下量控制在8%以内和将镦粗变形量控制在45%的局部空心镦粗优化锻造工艺方案.     

基于塑性力学变分原理的大锻件镦粗变形研究

镦粗是大锻件制造工艺中最重要的基本工序与常用工序.镦粗变形是由其坯料内部的速度场(或位移场)确定的,进行镦粗变形研究的关键是得到其真实速度场(或位移场),为此,利用塑性力学变分原理,对其进行了研究.根据试验与生产得到的镦粗变形基本规律,预设镦粗变形的运动学容许的速度场,进而求得应变速率场,借助刚塑性材料的第一变分原理求得其真实速度场的解析式.为检验真实速度场的合理性,考察了端面摩擦因子m分别为0、0.25、0.5和0.75时镦粗坯料的变形情况,结果合理.又进一步将解析计算结果与数值计算结果对比,两种计算结果十分接近.表明研究得到的镦粗真实速度场解析式是正确的.利用建立钢锭镦粗的真实速度场,计算分析了钢锭镦粗的难变形区,可为制定大锻件工艺提供参考.     

核电饼类锻件制坯过程鐓粗工艺的有限元分析

利用DEFORM软件,对核电锻件制坯过程中的平板鐓粗工艺进行了有限元模拟.分析了在鐓粗过程中,随着压下量的增加,毛坯难变形区的变化;给出了在变形过程中,不同压下量下毛坯内部的变形过程及应力、应变分布情况.通过有限元分析,对解决核电饼类锻件常出现的裂纹和超声波探伤超标等质量问题,提供了有益的参考.     

快速车轮成形过程的刚塑性有限元数值模拟

采用刚塑性有限元模拟软件TFORM2模拟了915KKD快速车轮的预成形过程。通过分析车轮预成形过程的塑性流动规律和镦粗压下量对预成形的影响,预测了预成形后毛坯充填模膛的情况,并得到了较佳的镦粗压下量值,为车轮成形工艺设计提供了科学依据。     

多向模锻中侧向挤压力的分析与计算

以具有侧向压力的圆柱体镦粗为基础,分别导出了多向模锻中汇集式侧向挤压力和分流式侧向挤压力的计算公式,研究了锻件形状复杂系数对挤压力的影响,并将理论计算同实验测试所得的结果进行了比较.     

圆柱体镦挤复合变形规律研究

针对镦挤复合成形过程中坯料在挤出时普遍存在的挤出高度不足的问题,利用Deform有限元软件模拟圆柱体自由端无约束时的镦挤复合成形过程,对镦挤成形过程的力学参数和变形规律进行分析;分别从理论和模拟两方面入手,研究正挤压和反挤压两种模式下的镦挤复合成形规律,模拟不同材料、不同挤出通道时的变形规律,绘制凸模行程与挤出高度曲线.研究结果表明：镦挤复合成形过程中的正挤压和反挤压具有一致的变形规律,当挤出通道直径为20~25 mm、摩擦因数为0.2~0.4时,适当地增大挤出通道直径和摩擦因数,均有利于提高坯料的挤出高度,当摩擦因数为0.35、挤出通道直径为25 mm时,坯料挤出高度最大.     

中厚板轧制过程中轧件头部翘曲的影响因素与控制方法

对中厚板轧制生产过程中,影响连续生产效率的轧件头部弯曲的影响因素:轧件温度分布、压下量、轧制线不同高度与辊径等进行分析,并对各因素控制对比进行分析,确定对轧机上、下轧辊的转速差进行控制的方法,实现对轧件头部弯曲的在线调整.     

中厚板轧制过程中轧件头部翘曲的影响因素与控制方法

对中厚板轧制生产过程中，影响连续生产效率的轧件头部弯曲的影响因素：轧件温度分布、压下量、轧制线不同高度与辊径等进行分析，并对各因素控制对比进行分析，确定对轧机上、下轧辊的转速差进行控制的方法，实现对轧件头部弯曲的在线调整。     

单轴晶体平板与各向同性介质平板间的Casimir力

在量子表面模式方法的基础上,计算单轴晶体平板与各向同性介质平板间的Casimir力.在延迟条件下,给出了两平板间Casimir力的解析表达式.此Casimir力的主要部分与两相同半无限大各向同性介质平板间Casimir力相同,附加项与单轴晶体光轴与x轴夹角的三角函数相关.     

平板式反应器的数值模拟

连续操作条件下运行的板式反应器已成为取代间歇式反应器的一个较好的选择,它主要从事精细化工品和药品的生产。利用专业的多物理场耦合软件COSMOL Multiphysics对平板式反应器内的不可压缩流场进行了数值模拟,得到了反应器中的流体的浓度场﹑速度场及温度场分布。结果表明平板式反应器较之普通的管壳式反应器它允许高效率的反应物的温度控制,以此为据为其后期的工业开发提供了理论依据。     

局部均布荷载作用下非均匀弹性地基上厚矩形板的弯曲

在建筑结构设计中的局部均布荷载作用下非均匀弹性地基上矩形板的计算一般采用有限元法和图表,在理论上很难获得一般性的解析解.本文以局部均布荷载作用下非均匀弹性地基上四边简支厚板的弯曲问题为例,由功的互等法导出了一般封闭解析解的表达式,给出了图表形式的计算结果,并与有限元结果进行了对照.证明了本文给出的一般性封闭解析解的表达式是正确的.     

Synergistic strengthening mechanism of gradient structure AZ31 magnesium alloy plate in hard plate rolling

Compared with homogeneous structural materials, gradient structural materials are easier to realize the strengthductility optimization. Research on the strengthening mechanism of different gradient structure materials is a meaningful way to broaden the application of gradient structure materials. In this paper, the AZ31 magnesium alloy plate was rolled by hard plate rolling. The gradient structure was controlled by changing the initial plate thickness. When the initial plate thickness was 4 mm, ...     

菲涅耳区板分区规则

根据Huygens-Fresnel的波束管理论,充分利用第1区的有效能量,并利用各个区所贡献的合成场强在焦点处同相的奇数分区,摒弃各合成场强在焦点处反相的偶数分区,导出了平面菲涅耳区板的一维条带的最优分区新规则.从基尔霍夫绕射公式出发进一步研究菲涅耳区板的二维圆环的分区规则.分为标量场(非极化波)绕射和矢量场(极化波)绕射2种情况,得出最优分区与传统分区在短焦距情况下存在差异、而随着焦距的增长渐趋一致的结论.     

Free vibration of piezoelectric annular plate

General solutions for coupled three dimensional equations of piezoelectric media were used in this work to obtain some analytical solutions for free vibration of piezoelectric annular plates. These solutions not only satisfy the governing equations at every point in the concerned region but also satisfy the prescribed boundary conditions at every point on the boundaries. Therefore, they are three-dimensional exact. Numerical results are finally tabulated.     

Reissner板的中值定理

The mean-value theorem of Reissner's plate is first presented and proved. Letting Cs and Cn approach infinite, the mean-value theorem of elastic thin plate can be obtained.     

薄板特征值问题误差分析

在对样条小波认真分析的基础上，建立了样条小波插值，讨论了样条小波插值的有关性质，分析了薄板特征值问题的重要特性，由Lax-Milgram定理得出α（w,u）=λb(w,u)的弱解存在且惟一，在尺度函数有限元空间V^ho及样条小波有限元空间W^ho对板特征值问题进行了误差分析。