期刊简介
期刊名称:《塑性工程学报》(Journal of Plasticity Engineering),月刊
主管部门:中国科学技术协会 主办单位:中国机械工程学会
国内统一刊号:CN 11-3449/TG 国际标准刊号:ISSN 1007-2012
电话:010-62912592/82415079 E-mail:sxgcxb@263.net
报道范围:与塑性成形领域及其交叉学科相关的前沿性、创新性的基础理论研究及工程技术应用等优秀科研成果。
收录情况:中文核心期刊要目总览(北大)、中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊、中国科技期刊引证报告统计源核心期刊、RCCSE 中国核心学术期刊、中国科技核心期刊(中国科技论文统计源期刊)、中国学术期刊文摘数据库(核心版,CSAD-C)、中国学术期刊综合评价数据库、国外被美国化学文摘CA及美国《剑桥科学文摘材料信息》(CSA:MI)、荷兰爱思维尔公司Scopus数据库、《日本科学技术振兴机构中国文献数据库》等。入选机械工程领域高质量科技期刊分级目录(第二版) T1级。
办刊宗旨:活跃本专业学术思想,提高本专业学术理论,强化本专业学术交流,为不断提高我国塑性工程基础水平,确立我国塑性工程界在世界科技阵容中的地位而服务。
基于空洞演变模型的大钢锭压实锻造工艺规划
王宗洋;冯超;艾海昆;杨航;崔振山;为提升大型钢锭压实工艺制定的预测能力,结合DEFORM-3D有限元二次开发技术,开发了集成空洞演变模型的压实预测方法,模拟了大钢锭从初始镦粗到径向压下全流程中空洞形态演变与压实工艺的响应过程。通过对不同钢锭初始高径比(H0/D0=1.0~2.0)、空洞初始长短轴比(λ0=1~8)条件下的模拟结果进行分析,揭示了空洞长短轴比和相对体积比等变量随工艺参数的变化规律,建立了“参数计算-约束判定-迭代优化”的空洞压实工艺规划流程。结果表明,径向压下时,空洞初始长短轴比显著影响空洞闭合的临界压下率,λ0=8时的临界压下率低至19.6%,而λ0=1时临界压下率达28.4%。建立的锻造工艺规划方法能够较好地反映大钢锭空洞压实的工艺特性,预测偏差在7%以内,为大钢锭空洞压实工艺规划提供了高效、精准的技术方法。
新型镍基粉末高温合金包覆热挤压工艺研究
马向东;彭伟劲;肖磊;郭建政;冯干江;针对镍基粉末高温合金热挤压工艺参数窗口窄、均匀细晶组织控制难以及有效材料利用率低等问题,采用有限元模拟仿真和物理实验验证相结合的方法,系统研究新型镍基粉末高温合金FGH4113A(WZ-A3)包覆热挤压过程中不同包套结构形式对热挤压棒材的影响规律。结果表明:无论是组装挤压包套结构形式,还是一体化挤压包套结构形式,FGH4113A合金包覆热挤压过程的有限元数值模拟与物理实验结果吻合较好,整个热挤压棒材的宏观形貌平直,微观组织细小均匀且发生了比较充分的动态再结晶,平均晶粒度在ASTM 11.0级以上。FGH4113A合金热挤压棒材有效材料利用率由传统组装挤压包套结构形式的55.4%大幅提升至优化设计后一体化挤压包套结构形式的81.4%,有效降低了生产成本。
TA16数控绕弯成形回弹与截面畸变规律研究
代奕聪;王辉;杨秋成;苑君陶;为揭示TA16钛管数控绕弯成形机理,实现精确成形和回弹控制,基于ABAQUS/Explicit有限元平台建立了TA16钛管数控绕弯全过程弹塑性有限元模型,系统研究了芯棒伸出量和相对弯曲半径对管材回弹与截面畸变的影响,并通过实验验证了模型的可靠性。结果表明:随着相对弯曲半径的减小,管材截面畸变率和壁厚减薄率显著增大,当R/D<3时,截面畸变率超过工程允许的9%;芯棒伸出量对成形质量呈现非线性影响,在研究范围内截面畸变率从11.28%单调减小至9.82%,外侧壁厚减薄率从12.87%增至14.77%,而内侧壁厚增厚率变化较小;芯棒伸出量的增大使回弹角和回弹半径均减小,其中回弹半径的减小幅度更为显著;建立了回弹角与弯曲角度的线性关系模型,为TA16钛管实际生产中的回弹补偿提供了理论指导和工艺参考。
超高强钢帽形件链模成形回弹机制分析与变形预测
刘敏;高畅;余海东;针对超高强钢帽形件链模成形中回弹机制复杂、成形几何精度不足的问题,提出一种复合机制解耦与协同预测的回弹分析方法。该方法将超高强钢强包辛格效应与路径依赖性引起的回弹行为解耦为同步回弹与序贯回弹两种机制,并采用指数衰减权重函数实现动态耦合。同步回弹中,构建基于网格点云的循环神经网络模型,计算具有全局耦合特征的多模具回弹。序贯回弹中,提出分段等效梁理论的纵轴线变形分解方法,计算具有局部累积效应的逐模具回弹。引入指数衰减权重函数耦合两种机制预测结果,实现整体回弹行为协同预测。通过MS1500超高强钢帽形件链模成形有限元分析验证模型预测精度,结果表明该方法在侧壁与腹板区域预测值与仿真值高度吻合,能够揭示链模成形回弹的局部累积-全局耦合机制。
带焊缝环件收口成形质量及其改善方法研究
欧阳亚文;赵亦希;李晓凯;胡蓝;围绕大尺寸箱底构件整体成形需求,提出了“卷焊制坯+收口成形”的整体成形方法。以带焊缝的2219-T351铝合金环件为研究对象,利用有限元模拟分析了焊缝强度系数和焊缝数量对带焊缝环件收口成形质量的影响规律,并对比了不同局部增厚形式对带焊缝环件收口成形质量的提升效果。结果表明:焊缝强度系数低于0.9时,带焊缝环件存在较为显著的起皱失稳现象;而高于0.9时与无焊缝环件成形结果基本一致。随焊缝强度系数从0.5增加至0.9时,带焊缝环件起皱度由9.1%线性降低至0.2%。随焊缝数量增加,带焊缝环件起皱度略有下降,但并未显著改善环件的起皱失稳现象。相较于台阶式、线性式局部增厚方式,圆弧式局部增厚方法能够有效提升带焊缝环件收口成形质量,但圆弧式局部增厚厚度须小于5 mm。此外,采用圆弧式局部增厚方法可以降低带焊缝环件对焊缝强度系数的要求。
基于全流程仿真的TC4钛合金叶片残余应力优化
谢丹;陈榜;黄通柱;何浩林;欧阳秋玥;杜昌粮;徐戊矫;为解决航空发动机压气机一级转子叶片在制备全流程中残余应力难以控制的问题,基于Simufact平台对该TC4钛合金叶片进行了包含3次顶锻-预锻-终锻-切边-校正-退火及各工步转运过程在内的全流程有限元计算,获得了该叶片在制备各环节中的残余应力变化趋势。通过小孔法实测了叶片锻件成品中叶身、榫头及其衔接处3个特征位置的残余应力,并与全流程有限元计算结果进行比对,验证了所建立的计算模型的准确性。通过定量分析制备各环节的残余应力变化,确定了终锻为残余应力累积最主要的阶段,退火处理为残余应力消减最主要的阶段,探究了终锻和退火处理的关键因素如锻造速度、锻造温度与退火温度对残余应力的影响规律,并结合正交试验优化了相关工艺参数。结果表明:随终锻锻造速度的增加,锻件残余应力呈下降趋势;锻造温度升高使最终残余应力先增后减;退火温度升高可促进残余应力释放,但需兼顾β相析出对性能的影响。正交试验显示各参数对残余应力的影响程度为退火温度>锻造温度>锻造速度,优选工艺组合为锻造温度958℃、锻造速度160 mm·s-1、退火温度730℃。
基于“流-变-温”三场耦合的异形环件轧制中间坯正向设计与优化
魏科;袁帅;冉兴;朱明渝;付绪楷;冯彦成;杨晋;徐东;王宇锋;为满足航空航天领域对高性能复杂截面环件精准制造的需求,针对TC4钛合金C型截面异形环件,提出了一种基于“流-变-温”三场耦合的轧制中间环坯正向设计与优化方法。以环件轧制过程中直径长大与截面轮廓成形的竞争行为为理论基础,首先正向推导出确保截面充填完整(对应流场)的中间坯尺寸约束。进而,以影响环坯体积分配的关键几何参数为设计变量,以轧后环件应变分布与温度分布的均匀性为协同优化目标,构建了正向设计与智能优化的协同设计流程。结果表明,通过所建立的“流场解析约束-应变场与温度场代理模型及多目标智能优化求解”体系,能够获得在截面充满条件下应变场与温度场均匀性同步提升的最优中间环坯。
基于熵权综合评价法的异形管内高压成形仿真及工艺优化
董友根;徐雪峰;陈粤辉;雷小强;廖宏伟;范玉斌;为解决传统异形管内高压成形存在的效率低、壁厚不均匀以及贴膜率低等问题,提出了基于熵权综合评价法的复杂截面进气道异形管内高压成形工艺参数优化方法。首先,对零件轴线长度为812.86 mm,左端截面直径为Φ170 mm,右端截面周长为516.2 mm的异形管建立了内高压成形有限元模型。然后,采用五因素三水平的方案进行了正交试验,分析了各工艺参数对进气道异形管成形质量的影响。最后,将3个质量指标通过综合评价法转化为以综合评分为单一指标的目标优化。通过对综合评分进行极差分析,获得异形管内高压成形的优化工艺参数,最优参数组合为:内压采用先快后慢的加载路径;轴向进给采用先慢后快的加载路径;补料区摩擦因数为0.06;过渡区摩擦因数为0.01;成形区摩擦因数为0.06。最后通过内高压成形试验验证了工艺优化结果的可靠性。
面向力学性能提升的航空发动机支撑环锻造工艺优化
熊贤卿;刘灿;苏海;吴涛;徐戊矫;针对某航空发动机用2618铝合金支撑环在热加工后其抗拉强度和疲劳寿命未达到服役性能要求的问题,首先对该铝合金支撑环截面上出现的3个组织分区进行了EBSD表征分析,通过对比晶粒形貌特征、平均晶粒尺寸、再结晶百分比、晶粒取向差分布(GOS)值和几何必须位错(GND)密度发现支撑环截面上3个组织分区的再结晶程度存在较大差异。基于所建立的铝合金支撑环热锻成形有限元模型,对原锻造工艺所获得的支撑环截面的等效应变、再结晶百分比和平均晶粒尺寸进行仿真对比,结果表明支撑环截面上3个组织分区的再结晶程度差异来源于其热锻过程的应变分布不均。针对坯料始锻温度、模锻速度和摩擦因数设计了三因素三水平的正交实验,结合数值模拟仿真对支撑环热锻工艺参数进行了优化。对工艺优化后锻造的支撑环截面再次进行了EBSD表征,截面上不同分区的晶粒组织相较于初始工艺均得到了细化。同时,对优化后的支撑环锻件开展了拉伸性能和疲劳寿命检测,其各项指标均满足设计要求。
0.8D弯曲半径铝合金薄壁管推-旋一体弯曲成形关键参数影响研究
刘杰;范玉斌;徐雪峰;刘杰松;肖洁;曾祥;谢君;为提升5A02铝合金小弯曲半径薄壁管的弯曲成形极限,针对Φ30 mm×1.0 mm、弯曲半径为0.8D的管坯,开展了推-旋一体弯曲成形关键参数影响研究。结合Abaqus有限元模拟与工艺实验,系统探究了管坯进给速度V1、旋轮转速V2、反推压强P及其加载路径对成形质量的影响。结果表明:降低管坯进给速度V1可有效抑制内侧起皱,当V1由15 mm·s-1减小至3 mm·s-1,内侧增厚率降低了5.1%。旋轮转速V2对改善成形质量具有关键作用,与旋轮固定形式相比,当旋轮转速增大至V2=1.5V1时,内侧增厚率降低了8.0%、输出端伸长量延长了107.8%,但继续增大V2,其改善效果趋于饱和。反推压强P需精确控制,P小于70 MPa易导致不贴模与起皱,大于70 MPa则会加剧壁厚不均并抑制材料伸长。据此确定了较优工艺窗口:在70 MPa的反推压强P下,结合D加载路径(P经线性变化在3/4管坯行程时达到最大值),可获得无缺陷、质量良好的弯管。
板料成形回弹问题研究新进展
朱东波,孙琨,李涤尘,卢秉恒本文从回弹理论、回弹数值模拟分析、回弹控制三方面对弯曲成形、 3- D复杂浅拉深成形中回弹研究的历史和最新发展状况作了较全面的介绍。文章所引用的大量文献基本概括了前人在这些方面的主要研究方法和重要研究成果。
钢板热冲压新技术介绍
徐伟力;管曙荣;艾健;罗爱辉;钢板热冲压是一种将先进高强度钢板加热到奥氏体温度后快速冲压,在保压阶段通过模具实现淬火并达到所需冷却速度,从而得到组织为马氏体,强度在1500MPa左右的超高强度零件的新型成形技术。文章对钢板热冲压新技术的关键装备、核心技术和优缺点做了系统介绍,并指出了其使用现状和前景。
先进喷丸成形技术及其应用与发展
曾元松;黄遐;李志强;介绍了包括预应力喷丸成形技术、数字化喷丸成形技术、双面喷丸成形技术、激光喷丸成形技术、超声喷丸成形技术和高压水喷丸成形技术等新型喷丸技术,并对这些喷丸技术的基本原理、研究和应用现状以及发展趋势进行了分析,对我国开展喷丸成形技术的研究和开发具有指导意义。
钛合金管材研制及其在航空领域应用的现状与前景
江志强;杨合;詹梅;许旭东;李光俊;分析总结了近年来国内外学者和工程技术人员在钛合金管材的研制技术、钛合金管弯曲成形技术、钛合金管端头加工与连接技术及应用方面所开展的研究工作和取得的进展及其发展趋势,并对钛合金管材在我国飞机管路系统的应用前景进行了预测。
晶体塑性理论及模拟研究进展
章海明;徐帅;李倩;刘珈汝;尚晓晴;董湘怀;崔振山;回顾了大变形晶体塑性理论的发展历程、本构模型和均匀化方法,综述了晶体塑性理论成果和典型应用场合。从流动模型、加工硬化模型和状态变量演化的角度对比分析了唯象的和基于物理机理的晶体塑性模型的理论基础和优缺点;阐述了平均场晶体塑性模型和全场晶体塑性模型的特点和适用场合;从金属多晶体材料的各向异性、织构演化、非均匀塑性变形、可成形性、尺度效应、损伤断裂行为、热变形和微观组织演化、虚拟测试等角度介绍了晶体塑性模拟的典型应用场合,并展望了该领域的未来发展趋势。
汽车覆盖件冲压工艺设计现状及发展趋势
郑金桥 ,黄勇 ,王义林 ,李志刚冲压工艺设计是汽车覆盖件模具设计与制造的基础 ,也是决定覆盖件能否顺利成形的关键。本文通过对汽车覆盖件工艺设计过程中关键技术 ,如成形性能分析、工艺方案设计、工序件设计及CAPP系统研究现状的讨论 ,分析了汽车覆盖件冲压工艺设计未来的发展趋势
鲨鱼皮仿生结构应用及制造技术综述
刘宝胜;吴为;曾元松;鲨鱼体表的盾鳞沟槽结构具有显著的减阻效果。鲨鱼仿生沟槽结构的应用涉及航空、舰艇、汽车、管路运输、风力发电等领域。鲨鱼皮沟槽结构的仿生制造主要有两个途径,即沟槽结构形式与鲨鱼盾鳞仿真结构形式。文章针对沟槽结构的微槽滚压、金刚石多轮廓磨削、飞秒激光烧蚀等制造技术,及鲨鱼盾鳞仿真结构的微压印法、固化法、微电铸法、微纳米滚压法、软刻技术等进行了综述,并对鲨鱼皮仿生结构制造技术进行了展望。
先进喷丸成形技术及其应用与发展
曾元松;黄遐;李志强;介绍了包括预应力喷丸成形技术、数字化喷丸成形技术、双面喷丸成形技术、激光喷丸成形技术、超声喷丸成形技术和高压水喷丸成形技术等新型喷丸技术,并对这些喷丸技术的基本原理、研究和应用现状以及发展趋势进行了分析,对我国开展喷丸成形技术的研究和开发具有指导意义。
钛合金管材研制及其在航空领域应用的现状与前景
江志强;杨合;詹梅;许旭东;李光俊;分析总结了近年来国内外学者和工程技术人员在钛合金管材的研制技术、钛合金管弯曲成形技术、钛合金管端头加工与连接技术及应用方面所开展的研究工作和取得的进展及其发展趋势,并对钛合金管材在我国飞机管路系统的应用前景进行了预测。
《塑性工程学报》学术不端认定及处理办法
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如论文作者对本刊的认定和处理结果持有异议,可在接到通知之日起10个工作日内向学报编辑部提出书面申请复核(逾期本刊将不予受理),编辑部负责邀请专家对该论文进行复审,做出最终处理意见,并在30个工作日内将复审结果通知论文作者。
以上办法自公布之日起施行,由《塑性工程学报》编辑部负责解释。
《塑性工程学报》编辑部
2016年 7月21日
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