三体磨损的塑性变形磨损

采用外形接近圆形的标准石英砂磨料颗粒及不同硬度金属材料开展三体磨料磨损试验，结果，材料主要以塑变疲劳磨损方式磨损，滑动磨料对塑变疲劳磨损的贡献要大于滚动磨料；三体磨料磨损系统中第二体材料对材料磨损性能有影响，随着第二体材料硬度的增加，磨损量在一定的硬度范围出现峰值，这说明在三体磨损中，切削磨损和塑变疲劳磨损可以相互转换，其中塑劳磨损有突出的作用。     

三体磨损中的塑性变形磨损

采用外形接近圆形的标准石英砂磨料颗粒及不同硬度金属材料开展三体磨料磨损试验.结果表明,材料主要以塑变疲劳磨损方式磨损;滑动磨料对塑变疲劳磨损的贡献要大于滚动磨料;三体磨料磨损系统中第二体材料对材料磨损性能有影响,随着第二体材料硬度的增加,磨损量在一定的硬度范围出现峰值.这说明在三体磨损中,切削磨损和塑变疲劳磨损可以相互转换,其中塑变疲劳磨损有突出的作用.     

三体磨料磨损的分析与计算

本文在理论分析和大量试验的基础上,提出三体磨料磨损计算模型,并且用来对Rabinowicz等人的试验进行计算.理论计算值与实验结果比较接近,尤其是它们的相对变化趋势一致.     

二体磨损与三体磨损之间的关系

通过对二体磨损和三体磨损的概念的讨论以及二体磨损和三体磨损关系的分析,提出了二体磨损是三体磨损的特例,三体磨损更具有普遍性这一观点.这对在二体磨料磨损的模型基础上建立三体磨料磨损的模型有理论上的指导意义.     

磨料尺寸对磨料磨损过程影响的随机模拟

将Monte Carlo方法与数值模拟相结合，提出了一个新的三维仿真模型，运用Monte Carlo方法随机选取磨粒的形状参数，采用打靶法生成随机的磨粒面，采用网格剖分法记忆被磨面的外形，为脊的处理以及磨损量的计算提供了一种新的方法，三三维空间内模拟了多个闰同时参与磨损的随机动态磨损过程，将模拟结果与碳钢系列材料的试验结果以及其他研究者的模拟结果进行了比较，验证了模型的有效性，系统地讨论了磨粒的粒度，尖税度和圆锥度对磨损率的影响，结果表明，粒度，尖锐度和圆锥度相互影响，共同决定了磨粒的尺寸效应。     

纯铝扭挤新型大塑性变形数值模拟

扭挤(Twist Extrusion, TE)是大塑性变形工艺中研究较少的一种,利用有限元分析软件Deform-3D对纯铝1100在室温下的扭挤变形进行模拟分析,得出了材料在扭挤通道中的变形特点,应力应变及载荷的大小与分布,以及摩擦条件的影响.模拟结果显示:TE过程中,变形主要发生在棱角处,边缘处应力应变远远大于中心处;在制件进入和被挤出螺旋通道时载荷急剧增大,最后略有降低;摩擦的增大导致应变分布不均匀性加剧,且使载荷显著增加.     

摩擦条件对钢质摩擦材料第三体及磨损的影响

摩擦条件对摩擦材料表面第三体的连续性产生重要影响,进而影响材料的摩擦磨损性能.选用两种轨道车辆用低合金制动盘材料与铜基粉末冶金材料为配对摩擦副,在不同速度、压力条件下进行摩擦试验,观察第三体的形成过程中,表面形貌的变化规律及磨损机理.结果表明:在特定的摩擦条件下,第三体的显微硬度可达800~900HV,远高于基体材料的硬度;连续、致密的第三体,使材料具有最低的磨损率;当摩擦转速和压力过低时,磨粒磨损为主要磨损形式,当摩擦转速和压力过高时,黏着磨损将成为主导;在第三体的形成破坏过程中,摩擦速度、压力过低或过高均可能使第三体的破坏速度大于形成速度,使材料的磨损率增大.     

XY模型中涡旋数密度的Monte Carlo模拟

应用蒙特卡罗方法,系统地研究了铁磁XY模型中涡旋数密度随时间的弛豫过程,仔细分析了序参数和涡旋数密度的临界标度行为。自由涡旋数密度存在幂次律行为,但需要引入修正。测量得到静态临界指数η,与理论得到的结果相符合。     

充填体–围岩组合体三轴力学行为数值模拟试验分析

分析充填体与围岩相互作用机理是地下矿山充填采场稳定性评价关键。以空场嗣后充填采场为物理原型,将充填体与围岩协同考虑,概化出了充填体-围岩组合体实验室尺度模型,基于RFPA3D构建了具有一个粗糙接触面、两种灰砂配比、四个接触面倾角和三种围压的充填体-围岩组合体三轴压缩试验数值分析模型,系统分析了组合体的三轴应力应变曲线、强度、破坏模式、破坏过程与声发射演化规律,并通过组合体静力学分析模型和文献对比方法验证了结果的可靠性。研究结果表明,充填体-围岩组合体在三轴压缩下的变形、强度特征和破坏模式与接触面倾角、围岩和灰砂配比有关联关系;应力-应变曲线可分为压实、弹性、屈服、应变软化和残余应力五个阶段,不同阶段的声发射特征变化明显;充填体-围岩组合体三轴抗压强度随围压的增加呈线性增加;当接触面倾角为45°和60°时,组合体破坏发生在接触面和充填体区域。当接触面倾角为75°和90°时,充填体、接触面和围岩区域均有破坏。研究结论可为地下充填采场的稳定性分析提供理论依据。     

MCR因子模型--一个定量描述两体磨料磨损中微切削磨损所占份额的模型

有关磨料磨损定量模型的建立一直是磨料磨损研究工作的重点和难点.在总结RABINOWICZ和ZUNGahr研究工作的基础上,提出了一个新的磨料磨损定量模型--MCR(Microcuttingratio)模型.该模型既考虑了犁沟两边塑变脊形成的影响,又简化了微切削比率因子(Microcuttingratiofactor)的计算方法.这为计算机模拟磨料磨损过程创造了有利的条件,也为机械零件的磨损寿命计算提供了一个更准确的方法.     

塑性变形率对辊式矫直板材的影响

为了深入研究辊式矫直过程的变形特点,采用弹塑性差分的曲率积分方法,模拟研究塑性变形率对矫直效果的影响.提出塑性变形率的离散计算方法,针对单值初始曲率条件下不同的压下制度组合,计算得到塑性变形率与残余曲率以及平均残余应力之间的关系.从理论上证明塑性变形率不能作为判定矫直效果的单一标准,由于在线确定初始曲率十分困难,因此应该使得塑性变形率达到较大值(80%左右),另外给出单值初始曲率条件下最优化的矫直条件.     

剪切带中斑晶的运动学和变形分析及塑性大变形计算机模拟

在对太行山阜平地区三条剪切带作了详细观察和测量的基础上,就斑晶旋转和眼球构造进行了塑性大变形的计算机模拟。计算结果表明：刚性的石榴石斑晶会随着基质的流动而产生旋转运动,旋转量的大小取决于剪切力的大小、斑晶的密集度以及斑晶在剪切带中的位置。长石眼球构造的形成主要是由长石与石英的韧性差决定的,塑性变形首先从斑晶的周围部分开始,逐渐向斑晶发展,脆性残斑核不断减小,这与剪切带内糜棱岩化强度分带相一致。     

管材塑性弯曲成形的有限元数值模拟分析

为深入研究管材塑性弯曲成形机理,利用数值模拟方法建立了包括工艺参数在内的管材弯曲成形全参数化有限元模型,并验证了模型的有效性.在此基础上,详细分析了管材弯曲变形过程中的应力应变分布.结果表明,最大等效应力发生在弯管起弯侧,最大等效应变则沿弯管变形区域均匀分布,管材弯曲成形处于平面应力状态和三向应变状态.     

铸造耐磨材料在硝酸中的磨粒磨损试验研究

研究了１种珠光体钢及２种白口铸铁在硝酸中的磨粒磨损，结果表明：所有３种材料均发生了腐蚀与磨损相互催化的叠加作用，导致严重磨损．在磨损定量研究的基础上，进一步进行了试样表面形态观察及显微组织分析，对叠加作用加速磨损的现象进行了探讨．指出了叠加作用的可能加速机制是挖掘机制及钝化膜破坏机制     

金属成型特殊非协调大变形有限元数值模拟

在金属成型领域,一种较新的特殊非协调大变形有限元法,即增强假设应变有限元法(简称EASM)已被研究用于进行数值模拟.为使该方法可适用于分析压缩大变形问题,对原由Simo提出的EASM列式进行了修正并编制了用于数值模拟变形过程的增强假设应变有限元程序EAS.FOR,通过2个标准算例来验证该方法的可行性和有效性.     

非球面塑料光学透镜收缩变形的数值分析

运用田口实验设计方法,模拟分析不同工艺参数组合下的收缩变形,研究不同工艺参数对非球面塑料光学透镜平均体积收缩率的影响程度.分析结果表明,保压压力、填充时间、熔体温度和浇口尺寸对塑件平均体积收缩率有显著的影响,且影响程度依次降低.正交实验得出其最优化的工艺参数组合:模具温度为45℃、熔体温度为250℃、保压压力为25 M...     

级配碎石塑性变形特性及其安定

应用颗粒流理论构建了级配碎石动三轴数值试验方法.通过动三轴室内试验验证了数值方法的可靠性,模拟了级配碎石在动荷载作用下的塑性变形规律.通过塑性变形累积方程探讨了级配碎石破坏临界应力与破坏临界应变.结果表明,级配碎石塑性变形数值试验结果与实际安定行为规律吻合;级配碎石的合理破坏临界应变为2.5%,在此临界应变标准下,级配碎石临界应力与围压呈现比例相关关系,比例系数为4.95;提高围压可以显著强化级配碎石的抗塑性变形性能.     

二维磁性纳米结构材料的Monte Carlo模拟

运用Monte Carlo模拟方法，通过分折系统自旋序参数与温度的变化关系了解纳米结构材料磁性的特征．计算模拟结果表明，磁性纳米材料具有比同等大小和平均密度的单晶低的居里温度，且在相变过程中往往会出现一些亚稳态．研究结果提供了一种解析金属纳米结构材料特性的重要方法．