- 闫卓奇;侯泽然;郭楠;王文垚;张翔鹭;闵峻英;
构建了一个高温摩擦实验装置，用于测量厚度仅为0.1 mm的超薄316L不锈钢双极板在5种不同温度下的名义摩擦因数。实验结果表明，在200℃时，超薄不锈钢板的名义摩擦因数为1.05,远高于室温条件下的摩擦因数(0.29)。基于摩擦因数随温度变化的实验结果，建立了双极板热冲压过程的有限元模型，并利用温度相关摩擦因数模拟了0.1 mm厚316L不锈钢双极板在热冲压成形后的微流道厚度分布。结果显示，相比于使用恒定摩擦因数的模型，采用摩擦因数随温度变化的有限元模型可以更准确地预测微流道截面的厚度分布，其预测准确性提高了192%。
2024年08期 v.31 14-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1076K] [下载次数：60 ] |[网刊下载次数：2 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：21 ] - 黄蔚君;杨亮;黄曾鑫;刘大海;陶毅晨;周恺;祝李豪;
为进一步研究磁脉冲辅助微冲裁工艺，提出使用双线圈替代单线圈的磁脉冲辅助微冲裁方法，采用对比试验的方式进行了成形孔宏观效果及冲裁断面质量分析，从而对双线圈与单线圈成形率与冲裁断面质量优劣进行了对比。结果表明，在成形孔的宏观效果方面，双线圈的孔成形率远高于单线圈，双线圈的应用提高了磁脉冲辅助微冲裁的能量利用率。单线圈磁脉冲辅助微冲裁的冲裁断面光亮带占比最高仅有15.3%,而双线圈的冲裁断面光亮带占比最高高达59.6%,双线圈冲裁质量远优于单线圈。
2024年08期 v.31 20-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 658K] [下载次数：18 ] |[网刊下载次数：1 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：16 ] - 洪熠豪;吴菲;韩建霖;章争荣;陈宇麒;李建平;莫炳俊;
为解决几何形状复杂且不对称及采用3次拉深工艺成形的薄壁水槽模具制造及试模难度大和成本高的问题，研究了该水槽采用多道次拉深工艺时板料的变形规律，同时对其拉深工艺进行了优化。利用Dynaform有限元分析软件对薄壁水槽拉深一序、拉深二序和拉深三序进行数值模拟分析，研究了关键工艺参数对成形结果的影响规律并得出最优的工艺参数，最后通过拉深实验对该工艺方案进行了验证。根据工艺优化方案，得出了最优工艺参数。拉深一序：从0 s至0.01 s,压边力恒定40 kN,从0.01 s至拉深结束，压边力从40 kN线性增长至500 kN;凸模、凹模、压边圈与板料之间的摩擦因数分别为0.2、0.05、0.05;模具间隙为0.66 mm。拉深二序：凸模、凹模、压边圈与板料之间的摩擦因数分别为0.15、0.1、0.1;压边力为500 kN。拉深三序：采用合适的拉深筋布置方式及阻力值。实验结果表明，在不同拉深工序中分别侧重调控不同拉深工艺参数可以有效控制薄壁水槽的减薄量。
2024年08期 v.31 26-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1129K] [下载次数：13 ] |[网刊下载次数：3 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 金晓月;欧阳;张贺刚;陈维;徐柯;黄莹;李强;李小强;陈保国;
对某马鞍形蒙皮零件在拉形过程中的起皱和破裂现象进行了研究，以得到消除缺陷的方法。采用作图法，对该蒙皮零件进行了工艺性分析，确定了工艺参数的范围，用正交试验方法设计了数值模拟方案，利用AI-FORM软件拉形模块进行了模拟仿真，并对仿真结果进行了评估，确定了一种最优的方案，并再次进行了有限元仿真验证，最后在拉形机上进行了拉形试验。发现试验结果与有限元仿真结果吻合很好，消除了起皱和破裂等缺陷，提高了零件的成形质量。结果表明，对此蒙皮零件，拉形轨迹前部分采用较大伸长率，拉伸到4.9%,后部分采用较小伸长率，最终拉伸到7%,有利于避免起皱和破裂。另外，相较于FormCAM,AI-FORM在起皱模拟方面具有明显优势。
2024年08期 v.31 37-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 850K] [下载次数：55 ] |[网刊下载次数：4 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 石青松;徐红玉;王晓强;张旭;
为提高42CrMo钢零件的表面质量与抗疲劳性能，设计正交实验分析了超声滚挤压加工参数的显著性及其对表层性能指标的影响规律。基于实验数据建立了BP神经网络与指数回归预测模型，对比验证模型的精确性。对预测模型采用多目标鲸鱼算法(MOWOA)进行了三目标和双目标优化，得到了加工参数和表层性能最优参数集合并分析了表层性能指标之间的权衡关系。结果表明，指数预测模型预测精度更高，最优加工参数集合为：转速210～250 r·min~(-1)、进给速度12～16 mm·min~(-1)、振幅25～28μm、静压力517～630 N;最优表层性能参数集合为：表面粗糙度0.466～0.507μm、残余压应力1002～1110 MPa、显微硬度709～720 HV。实验验证了算法的准确性。
2024年08期 v.31 48-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 829K] [下载次数：56 ] |[网刊下载次数：3 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 李亚琴;张敏洁;郭菲菲;周田水;刘德学;
采用光学显微镜、扫描电镜、电化学、X光电子能谱分析等测试技术探究了差热-等通道转角挤压工艺(DT-ECAP)对Mg-5Sn-2Zn-0.5Zr(TZK)镁合金微观组织和腐蚀性能的影响。结果表明，当模具温度为300℃、试样保持室温时(DT-1),TZK镁合金晶粒和第二相显著细化，且第二相呈弥散分布。此外，在DT-1变形条件下，TZK镁合金在Hank′s溶液中呈现均匀腐蚀，腐蚀速率为1.161 mm·a~(-1),腐蚀电位与腐蚀电流密度分别为-1.38 V和5.916×10~(-6) mA·cm~(-2),合金耐蚀性能最优。而当模具温度为300℃、试样温度为200℃(DT-2)以及模具保持室温、试样温度为300℃(DT-3)时，合金中的第二相沿变形方向呈带状分布，且局部区域存在粗大的块状第二相，其在Hank′s溶液中的腐蚀以局部腐蚀为主。
2024年08期 v.31 58-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 2051K] [下载次数：27 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 张丽蓉;侯红玲;梅苗园;黄涛;赵永强;
为了改善挤压工艺，提高螺纹成形质量，以316不锈钢为试验材料，采用试验方法研究了不同润滑液对挤压过程和挤压质量的影响规律。在4种不同的润滑剂条件下对内螺纹进行了挤压成形试验，获得了不同润滑剂下的挤压扭矩变化曲线和成形后螺纹的牙型状况，并对螺纹牙型显微硬度进行了测量。试验结果表明，螺纹在干挤压条件下扭矩较大，当转速为150 r·min~(-1)时，润滑后的扭矩较干挤压最大降低32.8%;当转速为200 r·min~(-1)时，扭矩最大降低30.3%;润滑条件下螺纹牙顶缺陷明显减少，牙型对称度提高，牙型显微硬度略有增加。
2024年08期 v.31 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 538K] [下载次数：36 ] |[网刊下载次数：2 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：11 ] - 杨艳芬;邢保英;曾凯;何晓聪;赵腾飞;
为建立工艺参数及其交互作用对接头强度影响的预测模型，采用响应面法对DP590热轧双相钢和AA5052铝合金板材开展了压印-粘接复合连接工艺试验研究。以胶层厚度、冲压力和凹模深度为影响因素，接头失效载荷和能量吸收值为响应值，建立了钢铝压印-粘接复合接头强度预测的回归模型。结果表明，模型预测结果与试验结果误差小于10%,该模型拟合程度较高，可用于钢铝压印-粘接复合接头强度预测。方差分析表明，单因素对失效载荷和能量吸收值的影响从大到小的顺序一致，均为凹模深度>胶层厚度>冲压力，冲压力与凹模深度的交互作用对失效载荷影响最大，胶层厚度与凹模深度的交互作用对能量吸收值影响最大。通过分析模型预测结果可得，在一定范围内，增加凹模深度可以提高失效载荷和能量吸收值，在实际应用中，增加凹模深度、增加冲压力和加入粘结剂均可以提高接头强度。
2024年08期 v.31 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 433K] [下载次数：66 ] |[网刊下载次数：2 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 张青;张先炼;田茂涛;戴刚;王雄;扶文生;
选用CFRP和AA5083铝合金进行自冲铆接，探究铆钉嵌入CFRP上表面深度和采用带孔CFRP板材对接头的影响，以实现对复合材料/金属自冲铆接工艺的优化。基于接头的成形曲线和成形截面分析，研究了接头成形质量的影响因素；通过拉伸-剪切试验测试了接头的成形性能与失效行为；结合显微硬度分布特征研究了接头成形特征与失效行为的联系。结果表明：随着铆钉嵌入深度的增大，CFRP板材的压溃损伤持续加重，接头失效行为由铆钉拉脱失效变为CFRP基板撕裂失效，成形性能呈下降趋势；带孔CFRP板材的使用减轻了CFRP的铆接损伤，改善了铆钉的刺入和成形，铝合金板塑性变形区也具有更好的硬化效果，接头具有更优的成形质量和成形性能。
2024年08期 v.31 83-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 819K] [下载次数：48 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 刘筱;谢莉;朱必武;李伟奇;肖罡;李落星;徐从昌;
通过激光熔化沉积试验分析了工艺条件(送粉速度、扫描速度和激光功率)对Al-Mg-Sc-Zr合金晶粒尺寸的影响，构建了晶粒尺寸预测模型，优化了成形工艺参数，给出了工艺参数最佳区间。结果表明，相较于激光功率和扫描速度，送粉速度对晶粒尺寸的影响最为显著；随着成形能量密度的增加，合金晶粒尺寸呈现出先减小后增大的演变趋势；采用回归方程构建的晶粒尺寸-工艺参数关系模型能准确预测不同工艺条件下激光熔化沉积Al-Mg-Sc-Zr合金的平均晶粒尺寸，相对误差小于2%;通过响应面分析得到工艺参数最佳区间为：送粉速度2.8～3 g·min~(-1)、激光功率1000～1050 W、扫描速度4～5 mm·s~(-1)。
2024年08期 v.31 92-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1242K] [下载次数：41 ] |[网刊下载次数：1 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 刘持振;安保芹;解焕阳;杨茴茴;朱伟东;张志强;
为探索接触固溶过程中实验参数对7075铝合金成形件性能的影响，以7075-T6铝合金板材为研究对象，首先进行了接触固溶成形实验，获得了不同实验参数下的成形件并分别进行性能测定。然后采用响应面法分析了接触固溶温度、固溶时间和接触压强对零件洛氏硬度、抗拉强度和断后伸长率的影响，并根据实验数据，采用遗传算法进行多目标优化，得到满足多性能要求的工艺参数，确定了符合要求的优化解。结果表明，在接触固溶温度为475℃、固溶时间为32 s,接触压强为13 MPa时，可以获得同时保证多个综合性能的最优解。
2024年08期 v.31 100-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 577K] [下载次数：45 ] |[网刊下载次数：3 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：11 ]
- 苏珩;邵斌;刘佳斌;宗影影;单德彬;
采用热压缩方法研究了电弧增材制造2219铝合金的热变形行为，变形温度为360～510℃,应变速率为0.01～10 s~(-1)。分析了温度和应变速率对流变应力和微观组织的影响，采用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数建立了电弧增材制造2219铝合金热变形本构方程。结果表明，电弧增材制造2219铝合金热压缩峰值应力随温度的升高和应变速率的降低而逐渐降低。电弧增材合金在420℃及以下温度仅发生滑移变形，450℃及以上发生动态再结晶，480℃为最佳锻造温度，发生完全动态再结晶，可有效细化增材晶粒。本构方程以动态再结晶温度(450℃)为临界点分为两段，动态再结晶温度以下变形激活能为212.53 kJ·mol~(-1),动态再结晶温度以上为163.37 kJ·mol~(-1)。沿晶界分布的共晶θ相在热压缩过程中发生破碎和固溶，变形温度越高或应变速率越小，固溶程度越高。
2024年08期 v.31 107-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1098K] [下载次数：87 ] |[网刊下载次数：1 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 王宇航;罗拴谋;董显娟;徐勇;黄龙;涂泽立;李佳俊;
采用Gleeble-3800热模拟试验机对9310钢进行了变形量为70%的等温恒应变速率压缩实验，在变形温度为800～1200℃、应变速率为0.01～50 s~(-1)的范围内研究了9310钢的热变形行为。通过不同热变形参数对自扩散系数D和杨氏模量E的影响，建立了基于物理参数的本构模型，同时基于实验数据构建了BP神经网络本构模型。结果表明：9310钢为负温度正应变速率敏感性材料，且流动应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小。基于不同条件构建的物理本构模型和BP神经网络模型的相关系数r均大于0.98,但BP神经网络模型的r值可达0.996,平均绝对相对误差为3.1%。经过流动应力曲线、相关系数和平均绝对相对误差的综合对比，得出BP神经网络模型对预测9310钢的流动行为具有较好的适用性。
2024年08期 v.31 117-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 650K] [下载次数：59 ] |[网刊下载次数：2 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 周洲;崔力云;钱喜根;孙希;刘恒;刘庆涛;袁志钟;罗锐;
利用JMatPro11.0热力模拟软件、Gleeble-3500热力模拟试验机研究了022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢的高温热变形行为，揭示了其在1000～1150℃,0.01～5 s~(-1)下的热变形特征。结果表明：022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢的热变形温度应大于脆性σ相的溶解温度，即980℃;其次，材料的流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小。基于动态材料模型构筑了材料的热加工图，并结合微观组织进行了验证。其最佳热加工窗口为1090～1125℃、0.01～0.03 s~(-1),该区域对应的组织特征为：两相组织均匀，奥氏体相发生充分动态再结晶且组织中不存在σ相；在失稳参数1100℃、5 s~(-1)条件下，组织中两相晶粒被明显拉长且再结晶比例低，相界处的析出物易诱发裂纹。因此实际加工参数应接近最佳热加工工艺窗口，避免失稳区参数及σ相的应变析出。
2024年08期 v.31 125-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 891K] [下载次数：55 ] |[网刊下载次数：1 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 苏志毅;陈学文;杨圳;孙佳伟;赵文侠;周正;毛怡然;
在Gleeble-1500D型热模拟试验机上进行了δ相时效态GH4169合金的高温压缩试验。试验温度为950～1040℃、应变速率为0.005～1 s~(-1)。为了能建立准确描述该合金流动行为的本构模型，考虑应变对Zerilli-Armstrong本构模型材料参数的影响，提出并采用了一种基于多岛遗传算法的参数反求方法建立了该材料考虑应变补偿的Zerilli-Armstrong本构模型。借助相关系数、平均绝对相对误差等标准统计参数定量评估了该本构模型预测的准确性。结果表明：考虑应变补偿的Zerilli-Armstrong本构模型具有较高的预测准确性，其相关系数和平均绝对相对误差分别为0.996和3.189%。
2024年08期 v.31 133-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 529K] [下载次数：47 ] |[网刊下载次数：1 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 曹洁成;柳勇志;胡志力;
针对TiAl合金热塑性变形难的问题，通过MMS-200型热模拟试验机研究了挤压态Ti-47Al-2Cr-2Nb合金在变形温度为1000～1300℃、应变速率为0.001～1 s~(-1)、工程应变为60%条件下的热变形行为。通过Arrhenius函数模型建立了该合金基于应变补偿的本构方程；基于动态材料模型建立了合金在工程应变为60%时的热加工图。结果表明，该合金具有正应变速率敏感性和负温度敏感性；通过建立的热加工图发现理想的变形参数为1100～1150℃、0.001～0.05 s~(-1)和1200～1300℃、0.001～0.01 s~(-1),突破了传统TiAl合金只能在高温低应变速率条件下变形的认知，发现在0.01和0.1 s~(-1)高应变速率下通过合适的成形温度匹配，该合金仍可以获得较好的成形性能。
2024年08期 v.31 140-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 618K] [下载次数：48 ] |[网刊下载次数：1 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 郭鹏程;蒋子涵;秦思晓;肖罡;刘志军;柳青;
采用分离式霍普金森压杆和多种显微表征方法研究了两种固溶温度下挤压WE43镁合金的室温动态力学响应行为，应变速率为2580～4120 s~(-1)。结果表明，在高速冲击载荷下，形变孪晶具有较强的正应变速率敏感性，以致流变应力随应变速率的增加而增加。形变孪晶在变形中前期随应变的增加迅速增殖，使得其应变硬化率在应变为0.03～0.10时呈“驼峰”状。基面滑移和孪生相协调是高速冲击载荷下挤压态WE43镁合金的主导塑性变形机制。采用多项式修正了原始J-C本构模型，构建了能够准确描述挤压态WE43镁合金动态力学响应行为的本构模型。本构拟合结果与实验结果的偏差在±10%以内，其相关系数R和平均绝对相对误差e_(AARE)分别为0.962和3.21%。
2024年08期 v.31 147-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 875K] [下载次数：56 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 李帅康;刘晓燕;杨西荣;罗雷;王敬忠;
采用分离式霍普金森压杆技术在应变速率为2000～3000 s~(-1)和温度为300～450℃条件下对超细晶纯钛进行了动态冲击实验，研究了其动态力学响应及变形机制，并利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对变形后的微观组织进行了表征。结果表明：超细晶纯钛的真应力-真应变曲线呈现出明显的“双应力峰”特征，随着应变速率的增加和温度的降低，其屈服强度和流变应力提高，表现出正应变速率敏感性和负温度敏感性。在应变速率为2000～3000 s~(-1)的范围内，超细晶纯钛的应变速率敏感性指数m为0.12～0.17。当应变速率大于2500 s~(-1)时，超细晶纯钛试样出现绝热剪切带，绝热剪切带产生的临界应变为0.316。在动态冲击载荷下，超细晶纯钛的变形机制由低温时的位错密度增加和位错胞形成转变为高温时的几何动态再结晶和晶粒粗化。
2024年08期 v.31 155-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 1046K] [下载次数：25 ] |[网刊下载次数：1 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 崔学习;关铂镔;周兵营;吴向东;万敏;韩非;
为准确描述变形过程中双相高强钢板的应力应变关系，针对3种双相高强钢板应变硬化指数的演化行为进行了试验研究与理论模型预测。借助单向拉伸试验机和自主研发的DIC应变测量系统，获得了3种材料的真实应力-真实应变曲线，基于经典的Hollomon流动应力模型，得到了其应变硬化指数的演化历程，发现3种材料应变硬化指数与真实应变呈非线性变化关系。为了更好地预测应变硬化指数的演化行为，提出了可以描述其值变化的非线性数学模型，并结合经典的Hollomon流动应力模型，提出了基于n值变化的修正的Hollomon-n流动应力模型，最后通过3种材料的真实应力-真实应变曲线验证了所提出模型的有效性。
2024年08期 v.31 164-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 761K] [下载次数：54 ] |[网刊下载次数：2 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 刘章兴;文科;李永坤;熊文韬;王志杰;周荣锋;
在室温和拉伸速度1 mm·min~(-1)的条件下，对两种不同晶间偏析程度的CuSn10P1合金进行了单向拉伸试验。结果表明，半固态合金抗拉强度和断后伸长率相比液态合金分别提高30.7%和378.7%。在拉伸过程中，两种材料的裂纹都是沿晶间和α相高锡过渡层扩展，但是半固态CuSn10P1合金具有更优异的力学性能。这主要归因于半固态CuSn10P1合金具有较少的晶间组织、更细小的晶粒尺寸和更高的Sn元素固溶度。断裂后，在半固态CuSn10P1合金的α相高锡过渡层区域发现了变形孪晶，说明其变形机制由滑移机制向孪生机制转变。
2024年08期 v.31 171-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 1459K] [下载次数：39 ] |[网刊下载次数：2 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 胡钊;连昌伟;何睿;陈博;侯泽然;林建平;李亚;
为了探究十字双向拉伸试样测试区域尺寸对高强钢屈服行为的影响，以DH780双相钢为研究对象，参考ISO标准十字试样，开展了不同测试区域尺寸试样的双向拉伸实验对比研究；为了使小型十字试样获得的实验结果与ISO标准试样相同，通过正交实验优化了十字试样的几何尺寸。结果表明，在等双拉加载条件下，随着测试区域尺寸的减小，实验获得的双轴各向异性r值基本相同。而双轴等效屈服应力先减小后增大，其核心原因是不同尺寸试样中心测试区域的变形程度不同；对于测试区域尺寸为8 mm×8 mm的小型十字试样，其主要几何参数对实验结果的影响程度排序为：狭缝数量>臂间圆角半径>狭缝长度；优化后的8 mm×8 mm新试样与ISO标准30 mm×30 mm试样的实验屈服轨迹点相对差值相较于原始试样的6.90%减小到2.36%。
2024年08期 v.31 179-188页 [查看摘要][在线阅读][下载 713K] [下载次数：34 ] |[网刊下载次数：2 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 郭成;代巧;彭剑;李一帆;冯立斌;
为了探究塑性变形对TA2的塑性强化与损伤效应，开展了不同塑性变形量下TA2的小冲孔试验。结果表明，在15%塑性变形量以内，小冲孔试验强度参量表明塑性变形对TA2起到了强化效应，屈服强度和抗拉强度均提高，强化率分别为12.8%和10.9%,屈强比基本保持不变；当塑性变形量达到15%,屈服强度增幅减小，而抗拉强度有所下降，致使屈强比不断增大直到趋近于1。因此在小的塑性变形范围内，有利于TA2的塑性应变强化，但当塑性变形量超过15%后，塑性变形产生的强化效应不再显著，而塑性损伤趋于明显，导致材料的韧性下降。最后，基于微观组织分析可以发现，在15%塑性变形量以内，强化的原因是孪晶组织作用；塑性变形量超过15%时，塑性损伤的原因一方面是在塑性强化过程中消耗了晶粒的部分可变形量，另一方面是在晶界处产生了大量滑移带的堆积，造成了材料韧性的下降。
2024年08期 v.31 189-198页 [查看摘要][在线阅读][下载 1128K] [下载次数：22 ] |[网刊下载次数：2 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 许志强;陈启发;白宇航;海杨;周昊男;
从辊形电子温控技术原理及电子温控辊形构成特点出发，选取3种典型多项式拟合模型对局部辊形进行了拟合分析，确立了辊形描述基础模型；提出了两种辊形有效影响区边界评价方法，分析了辊形描述方法在不同电流参数及温控片长度参数下的普遍适应性；以提升预设效率为目的，采用切比雪夫多项式对辊形曲线进行划分，以特征分量作为技术应用中的预设辊形调控量，探究了调控参数对辊形曲线参数化的影响。结果表明，拟合模型阶次越高，拟合效果越好，但提升效果随阶次增高而减弱。不同有效辊形区域评价标准下，比例边界相较于定值边界表现出更稳定的评价表现，更适用于电子温控技术。以辊形二次凸度及四次凸度作为预设调控量可高效表述局部辊形，电流参数对二次凸度更具调控力，温控片长度二次凸度及四次凸度具有相似调控力。研究提供了一种电子温控辊辊形预设参量评价标准。
2024年08期 v.31 199-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 876K] [下载次数：13 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 董文正;王丹;林启权;刘鲜蓉;许小龙;
针对材料为20Cr的某电机齿轮在冷挤压成形时内齿齿顶面上出现的裂纹缺陷，基于DEFORM-3D对其冷挤压过程进行了模拟，研究了其裂纹形成机理。有限元结果表明，内齿的金属流动速度小于中部及下部外齿的流动速度，内齿齿顶面上齿根处的金属流动速度最小，此处流动最不均匀，易产生应力集中；对齿面的最大主应力及损伤分布进行了分析，得出在内齿齿顶面上，中部及距离下端面1 mm左右的位置应力集中最明显，拉应力较大且大于材料抗拉强度，损伤值也较大且大于临界损伤值，会产生裂纹，与实际情况相符合。通过改变凹模入模角来控制成形缺陷情况，当凹模入模角为23°时，齿根处拉应力下降，损伤值减小，投入生产后次品率从原本的50%降为1%。
2024年08期 v.31 208-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 633K] [下载次数：48 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 秦怡;汪西;周杰;李生仕;朱荣宇;王国文;彭海军;
针对锻件热处理后出现的单枝上表面裂纹问题，基于宏微观热处理有限元数值仿真模拟对裂纹进行了分析，并探究了裂纹的形成机理。通过光学显微镜和能谱仪分析可知该裂纹与典型淬火裂纹形貌相似，且裂纹附近没有脱碳现象，但是存在明显氧化现象，确定该裂纹在淬火阶段产生，在回火阶段发生氧化。结合应力模拟结果可以判定前期单枝表面急速冷却收缩，主要是由于产生了表面x方向拉应力而导致的裂纹。由此分析了单枝表面在该时期的最大x方向拉应力的分布情况，发现其与实际裂纹出现区域基本重合，进一步证明了该裂纹产生机理的正确性。
2024年08期 v.31 216-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 853K] [下载次数：68 ] |[网刊下载次数：1 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 何琦;徐晨阳;侯泽然;刘亿;仇俊鹏;韩非;闵峻英;
针对DP1180和MS1500两种超高强度钢，采用不同激光工艺参数对拉伸试样进行了激光热处理，通过基于数字图像相关(DIC)技术的单向拉伸实验和显微硬度测试获得激光热处理试样的力学性能并确定了最优激光热处理工艺参数。基于该参数对扩孔试样进行了激光热处理和扩孔实验，研究了激光热处理对两种超高强度钢扩孔性能的影响。结果表明，激光热处理后两种超高强度钢的扩孔性能均显著提升。DP1180在激光功率700 W、扫描速度5 mm·s~(-1)热处理后的扩孔率较基材增加约25.4%。MS1500在激光功率625 W、扫描速度5 mm·s~(-1)热处理后的扩孔率较基材增加约34.4%。
2024年08期 v.31 225-230页 [查看摘要][在线阅读][下载 500K] [下载次数：36 ] |[网刊下载次数：1 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 张昭;王彬滨;任大鑫;李健宇;
为了研究焊缝材料屈服强度变化与焊接残余变形之间的关联机制，提出了基于力学性能分区表征的异质金属搅拌摩擦焊接残余变形计算方法。通过搅拌摩擦焊接实验研究了搅拌头转动方向对搅拌摩擦焊接搅拌区的力学性能曲线影响，并以实验测定的材料本构关系定义搅拌区材料的屈服强度，通过分区表征不同的屈服强度，建立了搅拌摩擦焊接的顺序热力耦合模型，结合分区表征模型研究了搅拌区屈服强度变化对异质金属搅拌摩擦焊接残余变形的影响。结果表明，前进侧材料为2024-T3,后退侧材料为6061-T6时，搅拌区屈服强度为171 MPa、抗拉强度为194 MPa,前进侧和后退侧材料互换，搅拌区屈服强度为166 MPa、抗拉强度为186 MPa。前进侧材料和后退侧材料互换后屈服强度和抗拉强度产生差异的原因是前进侧和后退侧材料的流动行为差异。以实测的力学性能曲线为依据，建立了搅拌摩擦焊接异质合金的顺序热力耦合模型，前进侧材料为2024-T3,后退侧材料为6061-T6时，搅拌摩擦焊接构件最大残余变形为1.2 mm,前进侧材料为6061-T6,后退侧材料为2024-T3时，搅拌摩擦焊接构件最大残余变形为1.3 mm。随着搅拌区材料屈服强度提升，搅拌区弯曲刚度增加，导致残余变形减小。
2024年08期 v.31 231-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 938K] [下载次数：38 ] |[网刊下载次数：1 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 查曙光;王士龙;裴文杰;黄志来;
通过逐层在六边形胞元中引入次级结构的方式构建了4种具有分级梯度特性的蜂窝结构，采用ABAQUS/Explicit有限元软件对4种分级梯度构型蜂窝结构的面内压溃性能进行了数值模拟。结果表明，分级梯度的引入能够有效控制蜂窝结构准静态加载下变形带的产生和发展，使得不同分级阶数胞元的压溃失效进程以不同的平台应力水平反映在分级梯度蜂窝结构的宏观力学响应中。结合细观变形机制，分析了冲击速度和胞壁厚度对分级梯度蜂窝结构压溃响应和能量吸收性能的影响规律。在低速冲击下，采用中间高阶两端低阶胞元布置的对称分级梯度蜂窝结构表现出优异的吸能性能，与传统蜂窝结构相比，比吸能提高了95.66%。在高速冲击下，不同分级胞元的梯度设计能够改善蜂窝结构在压溃过程中的吸能性能，使得吸能结构的压溃过程能够得到有效调控。
2024年08期 v.31 240-253页 [查看摘要][在线阅读][下载 2040K] [下载次数：52 ] |[网刊下载次数：1 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] 下载本期数据