大应变轧制技术制备细晶AZ31镁合金板材

晶粒细化可以改善镁合金的强度和延性,通过控制轧制工艺可以控制变形组织.文中研究了不同轧制道次变形量对AZ31镁合金组织和性能的影响.实验结果表明:随着轧制道次变形量的增加,轧制应变速率增加,镁合金发生了动态再结晶,获得细小的晶粒组织,板材的硬度增加;但是,当轧制道次变形量增加到一定值之后,板材的表面出现宏观裂纹;采用大的道次轧制应变技术,可以减少轧制道次,制备晶粒尺寸为2～5μm的细晶镁合金板材.     

中厚板多道次热轧过程有限元连续模拟

基于有限元软件Marc,建立了中厚板多道次轧制过程的三维热力耦合弹塑性有限元模拟模型.以等效空心辊替代实心辊,既考虑了轧辊压扁及弯曲变形对其轧件变形的影响,又减少了单元数目并缩短了计算时间,构建了能够将多道次轧制过程连续模拟的有限元输入数据生成系统.通过其网格重划分模块和参数传递模块,使得前一道次的变形与温度的计算结果可用于后一道次模型的初始形状和初始参数,避免了网格畸变引起的计算困难,实现了多道次热轧过程的连续模拟.以某厂实际生产中的7道次连轧参数为例,进行了7道次热轧的连续模拟,所得各道次轧制力及温度结果与实测值吻合,轧辊压扁及轧件厚度分布符合实际规律.     

材料参数对高强钢辊弯成形边波影响的有限元分析

建立了可靠的辊弯成形数值模拟模型,研究了材料参数对高强钢辊弯成形产生边波的影响.结果表明:模拟结果与已有文献实验数据相吻合;在高强钢辊弯成形中,随着屈服强度、强化系数、厚向异性系数的增加,产生边波的趋势减小;随着强化指数的增加,产生边波的趋势缓慢增加.     

不同路径等通道转角挤压镁合金的结构与力学性能

为了研究等通道转角挤压时不同工艺路径对镁合金微观结构及性能的影响 ,采用模角φ =12 0°的模具 ,以A ,BA,BC,C四种工艺路径对AZ31镁合金进行了等通道转角挤压 ,分析测试了室温下挤压试样的微观结构及性能 .结果表明 ,相比于A ,BA,C路径挤压 ,BC 路径挤压容易实现较多的挤压道次和变形量 ;多道次挤压后 ,镁合金的晶粒得到显著细化 ,力学性能也显著改善 ,但不同路径的影响不同 .当挤压 12道次时 ,BC,BA 路径挤压试样的屈服强度显著下降 ,延伸率大幅度提高 ;A ,C路径挤压试样的屈服强度变化较小 ,延伸率的提高幅度也小 .     

ECAP条件下纯铜应变行为的等效应变规律及变形均匀性

借助DEFORM-3D软件对圆型纯铜试样的ECAP变形行为进行有限元模拟,分析试样沿A、Ba 、Bc及C路径各经9道次变形后的等效应变规律及变形均匀性.结果表明,试样沿Bc路径挤压后等效应变值最接近理论应变值,沿A路径挤压后等效应变值偏离理论应变值最大;试样沿Bc路径挤压变形均匀性最好,Ba路径次之,沿C路径挤压变形均匀性较差,A路径最差.     

两道次板材渐进成形过程仿真与实验验证

针对渐进成形工艺加工侧壁较陡零件时板材厚度减薄严重的问题,通过建立基于ABAQUS的两道次板材渐进成形有限元模型,比较单道次与两道次成形路径下零件厚度分布和等效塑性应变历史变化规律,研究了两道次成形策略对板材成形极限的影响。结果显示,与单道次成形件相比,两道次成形件变形量最大的区域离零件底部更近,在所选A、B、C3点处的等效塑性应变最大值分别减小了66.2%、81.9%和36.0%,且板材变形更加均匀,使零件最小厚度增加了16%左右,表明两道次成形路径能大幅提高板材成形极限。经实验验证,数值模拟结果基本与实际吻合。     

土岩组合地层明挖基坑桩撑体系设计优化

土岩组合深基坑的稳定性与安全性是基坑设计与施工中重点考虑的问题.主要以青岛地区土岩组合地质条件为背景,依托青岛地铁1号线明挖车站深基坑工程,根据不同支撑体系参数对基坑变形与内力的影响,对土岩组合地层明挖基坑桩撑体系进行设计优化,并结合现场实测对优化效果进行评价.结果 表明:首道支撑位于0.5 m时,其对墙体位移和内力的控制效果最优;支撑水平间距在1.5 m时,对墙体的侧移控制效果最好,但6.0～9.0 m时更加利于施工,且更经济;首道支撑位置和水平间距对坑底隆起影响较小;支撑道数为3～4道时,对墙体变形控制效果最好,更加有利于施工且更经济.     

一种桥梁用耐候钢的静态再结晶模型

在MMS-300热/力模拟实验机上采用双道次压缩法,研究了桥梁用耐候钢在奥氏体区变形后道次间隔时间内的静态软化行为.分析了变形温度与间隔时间对静态软化行为的影响,采用应力补偿法计算了静态再结晶百分数.实验结果表明,在第一道次变形之后的5~10 s就发生了静态再结晶,变形温度、道次间隔时间对耐候钢的静态再结晶行为影响显著,变形温度越高,静态再结晶进行得越迅速.确定了耐候钢的静态再结晶激活能为190.57 kJ/mol,同时建立了静态再结晶动力学数学模型.     

完全再结晶区多道次变形时晶粒的变化

含微量钛的16Mn钢在奥氏体完全再结晶区进行恒温、恒道次变形量和恒道次间隙时间的多道次变形后奥氏体晶粒变化的研究,发现多道次变形后奥氏体晶粒尺寸会达到一个极限尺寸,达到极限尺寸所需总变形量和达到的极限晶粒尺寸因变形条件而异。变形温度越高达到所需总变形量Rorit越小,达到的越大,道次变形量越大,达到所需总变形量越大,达到的越小,道次间隙时间的影响小。根据实验结果,提出了在奥氏体完全再结晶区控制轧制该钢种时的合理工艺制度是要保征在950℃左右有2道次以上,道次变形量为20％的变形。     

金川Ⅲ矿区硐室围岩蠕变特性与支护时机

针对金川Ⅲ矿区硐室围岩蠕变控制问题,通过对破碎工程系统中大件道工程围岩变形的监测发现有明显的流变特性,即包括急剧变形、减速变形以及变形趋于稳定的三个阶段.分析了围岩应力环境、矿物成分和地下水对硐室围岩变形的影响,提出了适合高地应力构造影响带围岩流变模型,并对流变参数作了分析.根据金川岩体流变过程是由弹性、塑性、黏弹性和黏塑性等多种变形共存的一个复杂过程,呈现出高度的非线性的特征,从理论上分析二次支护的最佳时机,即金川Ⅲ矿区深部岩体在开挖并进行一次支护后的第3周内可作为最佳的二次支护时机,允许变形量应控制在50～150 mm.     

三维曲面柔性卷板成形技术及其数值模拟

介绍三维曲面柔性卷板成形技术,并与传统卷板成形和多点成形进行了对比. 对柔性卷板成形装置进行研究并开发出相应的实验装置. 建立柔性卷板成形的有限元模型,并对其成形过程进行数值模拟,得到了较好的模拟结果. 模拟了两种不同材料板材的成形效果,分析了其产生不同成形效果的原因.     

多道次辊弯成形数值模拟技术

利用ABAQUS软件对多道次辊弯成形数值模拟技术进行了研究.基于动力显式算法,采用引导板带动板料进入轧辊的模拟方式,建立开口类型钢多道次辊弯成形的有限元模型.重点分析了多道次模拟中,模型建立、单元选择、边界条件、虚拟成形速度、加载曲线、摩擦模型和回弹等关键问题,提出了适合于多道次辊弯成形分析的数值模拟方法.通过模拟外卷边槽钢的12道次辊弯成形过程,验证了方法的有效性.     

薄板零件的数控增量成形的轨迹设计

娄控增量成形是利用数控机床，按照程序对板材逐点成形，获得预定的形状。这种成形工艺的特点是不需要专用的模具，适合小批量的新产品制造，本文根据对增量成形工艺的研究，提出了增量成形轨迹设计的一般原则。     

Deformation Behaviors of Laser Forming of Ring Sheet Metals

Laser forming is a highly flexible sheet metal forming technique. In laser forming along curved irradiation paths, the heated zone is bigger and the effects of the processing parameters on the deformation are complex. The deformation behaviors of laser forming of ring sheet metals have been investigated from the thermal-mechanics analysis by the finite element (FE) simulation based on the proposed finite element method model. The effects of ring central angle and scanning path on deformation of ring sheet metal were investigated. The results are as follows: (1) in comparison with the laser bending along linear path, the marked third point has two peak temperatures during the laser forming process along curved path; (2) the forming process fluctutes continuously and the sheet edge is warped because the rigid-ends effect due to the restriction of sheet; (3) when the ring central angle increases, the displacement difference of the marked three points decreases and then increases, and the warped curvature of sheet edge decreases; (4) when the laser beam diameter increases, the displacement difference of the marked three points decreases and the warped curvature increases.     

马鞍面件柔性夹钳多点拉形实验与数值模拟

为了扩展柔性夹钳在板材多点拉形中的应用,对马鞍面件进行了柔性夹钳多点拉形实验.实验结果显示,工件被夹持边缘且呈曲线性,验证了柔性夹持技术的可行性.通过标记圆法测量了各标记圆拉形前后的厚度和长度方向的直径;对马鞍面件柔性夹钳多点拉形过程进行数值模拟,通过模拟结果发现离散夹钳实现了柔性夹持,并且成形件的应力、拉伸应变和厚度分布均匀.实验值和模拟值的对比结果表明,各标记圆长度的拉伸率分布趋势一致,最大偏差为0.21％,而且各标记圆厚度减薄率的分布趋势也基本一致,最大减薄量偏差为0.02 mm,从而验证了数值模拟的正确性和柔性夹钳拉形机的实用性.     

工艺参数对多辊下压式柔性拉形影响的数值模拟

多辊下压式拉形方法是基于新原理的柔性拉形方法。为了研究不同工艺参数对该拉伸成形过程和成形质量的影响,使用非线性动态显式有限元分析软件对该新工艺的成形过程进行模拟。模拟结果表明压辊装置与模具距离越近板料合模越容易,成形效果也越好,而夹持装置和压辊装置之间的距离对成形结果影响不大。进行了相关实验验证,结果表明数值模拟结果与实验结果趋势一致。     

Deformation Behaviors of Laser Forming of Ring Sheet Metals

Laser forming is a highly flexible sheet metal forming technique. In laser forming along curved irradiation paths, the heated zone is bigger and the effects of the processing parameters on the deformation are complex. The deformation behaviors of laser forming of ring sheet metals have been investigated from the thermal-mechanics analysis by the finite element (FE) simulation based on the proposed finite element method model. The effects of ring central angle and scanning path on deformation of ring sheet metal were investigated. The results are as follows: (1) in comparison with the laser bending along linear path, the marked third point has two peak temperatures during the laser forming process along curved path; (2) the forming process fluctutes continuously and the sheet edge is warped because the rigid-ends effect due to the restriction of sheet; (3) when the ring central angle increases, the displacement difference of the marked three points decreases and then increases, and the warped curvature of sheet edge decreases; (4) when the laser beam diameter increases, the displacement difference of the marked three points decreases and the warped curvature increases.     

局部感应加热对高强钢方管二次辊压成形的影响

本文通过对高强钢方管角部进行局部感应加热，提高其弯角区域的成形性能，降低其变形抗力，由此在不影响非变形区域组织性能的前提下，获得所需方管的截面尺寸和组织性能。在热辊压过程中，坯料在没有模具限制的方管角部外侧邻近区域发生堆积，且随着加热温度上升，角部外侧金属堆积更明显。同时，在方管内角表层出现显微裂纹恶化，裂纹以树枝状生长。热辊压成形后的残余温度会产生一个自回火过程，能够明显降低残余应力，且随着温度的升高，残余应力降低的幅度变大。当加热温度在650℃以上时，自回火对残余应力的影响大于宏观裂纹的扩展能力，起主导作用，且压扁过程中压下量超过方管对角线长度2/3时也不会产生裂纹。     

轿车顶盖液压成形数值模拟分析

液压成形是依靠高压液体使金属坯料贴模成形的柔性加工工艺,具有成形产品质量轻、刚度好、形状及尺寸精度高、模具简单和生产周期短等诸多优点.在浅拉延大尺寸覆盖件液压成形过程中,如何设计加载路径,是液压成形技术的一个重要课题.文章采用数值模拟,对轿车顶盖的液压成形加载路径进行设计,同时对比分析了传统拉延与液压成形的成形性,结果表明液压成形汽车外覆盖件具有明显优势.     

多道次辊弯成形动力显式仿真的虚拟速度

为保证多道次辊弯成形仿真的计算精度并提高计算效率,研究了虚拟成形速度对计算精度和计算效率的影响．与现有文献的实验数据进行对比,通过系统能量分配原理给出确定合理虚拟成形速度的准则,并以实际生产中的10道次辊弯成形冷弯型钢的动态仿真算例验证了该准则的有效性．