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 出版单位:《塑性工程学报》编辑部
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。
金属高应变率塑性成形时微观组织与力学性能演变机制研究综述
马克骋;霍元明;刘富贵;顾春晖;相少华;苗佳琦;马时进;王新宇;孙悦;蒋安琪;按照工艺类型、载荷特征、微观机制与本构建模的逻辑主线,综述超声辅助成形、电磁成形、电液成形、激光冲击成形/喷丸以及爆炸/冲击成形等典型高应变率塑性成形工艺。进一步比较FCC、BCC与HCP合金在高速加载条件下的位错滑移、变形孪晶、动态再结晶、绝热剪切带及损伤演化差异,并评述Johnson-Cook、Zerilli-Armstrong、Steinberg-Guinan、机械阈值应力模型、位错密度模型以及晶体塑性有限元模型在工艺模拟中的适用性与局限性。最后指出,高应变率塑性成形在组织调控、表面完整性改善和成形极限提升方面具有重要潜力,但仍面临多场耦合建模、原位表征和跨尺度预测等关键挑战。
Barlat89准则耦合厚向应变修正Swift模型的316不锈钢双极板冲压成形优化研究
薛克敏;陈志鹏;张池;王国涛;王天乐;刘少枫;李萍;针对质子交换膜燃料电池双极板成形过程中的起皱与减薄难题,采用Barlat89各向异性屈服准则耦合厚向应变修正的Swift准则构建316不锈钢本构模型,结合有限元模拟与实验验证,系统分析了拉延筋高度对成形质量的调控机制。利用单轴拉伸实验获取材料力学参数,从而推导Barlat89各向异性屈服准则模型,利用Dynaform软件模拟不同拉延筋高度(0.4~0.6 mm)下的成形过程,发现极板减薄率随筋体高度增加呈现非线性演化特征:当高度低于0.55 mm时,几何约束强化材料流动阻力,减薄率近似线性递增且有效抑制起皱;超过该临界值后,塑性流动阻力激增导致径向拉应力失衡,减薄率急剧上升。实验结果表明,加载拉延筋的极板起皱集中于筋体区域,主体流道轮廓清晰。实验测量验证显示,模拟与实物试件厚度差仅5%,验证了改进后的本构模型在预测成形缺陷方面的可靠性。
商用车轴头端盖热冲压工艺设计与组织模拟
王敏;徐帅杰;马建浩;SHORNA Sharmin Jahan;张春;黄围;首先基于热冲压工艺对Al-Si镀层22MnB5钢端盖进行轻量化结构设计与工艺方案设计,通过不同方案下实验结果的对比分析发现,一序方案在镀层完整性、脱碳层深度和强韧性方面优于两序方案,而且工序数更少、成本更低,从而被确定为较优方案。实验结果还表明,与铸钢端盖相比,高强钢热冲压端盖实现减重约77%,抗拉强度提升约3倍,有效实现了轻量化与高性能制造的协同目标。在较优的一序方案下,建立了端盖热冲压过程微观组织演变数值模型,并对其可靠性进行了实验验证。利用该模型,预测了板料在热冲压过程中的形变、传热与淬火相变行为,揭示了温度与马氏体转化率分布的演变规律,阐明了两者之间的关联,为热冲压端盖的形性一体化控制提供了理论依据。
基于局部回弹半径的蠕变时效成形回弹神经网络预测方法研究
徐凌志;童璨瑜;杨有良;李汀浩;以铝合金单曲高筋壁板的蠕变时效成形工艺为研究对象,针对现有神经网络回弹预测模型因依赖于训练集坐标信息而导致尺寸泛化能力不足的问题,提出了一种基于局部回弹半径的构件表征新方法。该方法通过几何推导建立节点坐标与局部回弹半径间的双向映射关系,并引入结构变化因子量化厚度突变区域的力学影响,从而建立一个不含坐标信息输入的BP神经网络模型,并利用有限元仿真数据进行训练和测试。测试结果表明:在变厚度蒙皮和蒙皮-筋条两种典型结构中,模型预测的局部回弹半径和屈服强度与仿真结果基本吻合,节点位置相对误差分别为3.80%和8.58%,强度误差均小于2 MPa。对于尺寸超出训练集范围的高筋壁板,模型仍能准确预测回弹与强度变化趋势,节点位置相对误差3.24%,显著优于常规含坐标预测模型的14.66%。基于局部回弹半径的神经网络预测方法有效解决了现有模型对训练样本尺寸的强依赖问题,且具备良好的通用性与可移植性,为蠕变时效工艺及其他成形工艺中的回弹预测提供了新的解决路径。
基于有限元模拟的LPSO相对大型挤压板组织和力学性能的影响
陈韵先;曾健;董杰;聚焦于近年来新兴的高性能镁合金体系,以高强度Mg-8Gd-3Y-0.5Zr(GW83)合金与含长周期堆垛有序结构(LPSO)的Mg-8Gd-3Y-2Zn-0.5Zr(GWZ832)合金为研究对象,通过大型板件挤压成形实验系统探究LPSO相对大型结构件微观组织演变与综合力学性能的影响机制。基于三维热加工图,在两种合金的可成形参数范围内筛选出不同挤压温度与速度组合,并采用有限元模拟优化工艺参数,最终确定410℃挤压温度与0.5 mm·s-1挤压速度的匹配方案,确保两种合金变形量趋近一致。采用确定的工艺参数进行板材挤压实验,并对比其微观组织和力学性能。结果显示,相较于不含LPSO相的GW83合金,含LPSO相的GWZ832合金虽再结晶晶粒尺寸略有增大,但抗拉强度与伸长率均显著提升。本研究揭示了LPSO相对大型镁合金结构件组织性能的影响规律,突破了传统镁合金“强度-塑性”倒置关系的局限,为开发兼具高强高塑特性的大型轻量化构件提供了理论依据与技术路径。
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。
不同能场对金属材料塑性诱导提升的技术研究现状
王新宇;霍元明;王志军;严祯荣;何涛;樊晓光;余雯翰;李志伟;王昭昭;孙乐乐;电致塑性、氢致塑性、超声波技术、激光技术以及脉冲磁场技术等先进加工技术在改善金属材料塑性方面展现出了巨大的潜力。通过精确控制加工参数和处理条件,这些技术能够在金属材料中引入局部的塑性变形,从而实现形状与性能的调控。这些技术不仅能够改善金属的成形性,还能有效提高金属材料的力学性能,如强度、延展性等,特别是在微观结构的优化方面具有显著优势。然而,尽管这些技术展示了可观的应用前景,它们仍面临着诸如能量传输效率、表面质量、加工效率和设备成本等一系列挑战。因此,未来的研究将集中于开发更加高效、可靠且具有较高性价比的加工工艺,进一步提升这些技术在金属材料塑性加工中的实际应用价值。通过优化技术参数和提升设备性能,这些先进加工技术有望在更多工业领域中得到广泛应用,为推动制造业的高效、可持续发展提供有力支持。
高强铝合金车架纵梁内高压成形工艺及变形规律
孙康;胡志力;龙曲波;庞秋;为解决传统高强钢材料冲压焊接车架纵梁存在成形工序多、生产周期长、尺寸精度差和装配精度低的问题,提出了一种高强铝合金车架纵梁内高压成形工艺,以7075高强铝合金为材料,通过内高压成形制备车架纵梁,可以有效缩短生产周期,提升产品尺寸精度。基于Dynaform有限元软件对车架纵梁内高压成形进行仿真模拟,研究成形工艺参数对成形质量的影响,分析矩形截面过渡圆角区域的管壁填充行为。对车架纵梁进行试验试制,测量整体尺寸与壁厚分布,对纵梁不同区域的材料进行单向拉伸试验。最终发现在7075铝合金车架纵梁内高压成形过程中,轴向补料量20 mm,成形内压60 MPa,整形内压130 MPa时成形效果最好。对于过渡圆角的填充,管内压强越大、摩擦因数越小,填充效果越好,最终通过实验试制的纵梁长度为2000 mm,宽度为190 mm,高度为70 mm,过渡圆角半径为25 mm,减薄率为18%左右,工件屈服强度480 MPa,抗拉强度560 MPa,整体性能一致性好,尺寸精度更高,生产周期更短,说明7075铝合金通过内高压成形生产的车架纵梁可以满足实际生产的需要。
基于分离式霍普金森杆的铝合金板料高速冲击液压成形有限元模拟与试验研究
李旺;张团卫;常慧;赵聃;毛周朱;魏慧杰;焦志明;王志华;针对轻质合金室温塑性较差的难成形问题,利用分离式霍普金森压杆技术进行了高速冲击和高速冲击液压成形的试验设计,对5052铝合金高速冲击及高速冲击液压成形过程进行数值模拟和试验分析,研究了高速冲击液压成形过程和冲击速度、板料厚度对成形深度和效果的影响规律。结果表明:仿真和试验结果吻合较好,验证了仿真的可靠性。在5052铝合金板料高速冲击液压成形过程中,双冲击体形式存在二次加载现象,第1次冲击波达到峰值之前,板料出现“平底现象”,当反射波到达一定位置,板料深度继续增加。随着冲击速度的增加,成形深度逐渐增加;板料成形厚度的增加需要更大的冲击能量。高速冲击液压成形与高速冲击成形相比有显著优势,既可以提高成形零件的表面质量,又可以在同等成形深度要求下减小冲击速度和能量。
矿物绝缘电缆连续管保护套拉拔成形工艺研究
王少华;宋红兵;张万鹏;周超;谢航;肖群星;邢煜林;王效岗;采用实验以及建立BP神经网络的方式,对拉拔理论公式进行验证,研究拉拔成形工艺的制定以及拉拔后焊缝对管材质量的影响。实验结果表明,对于304不锈钢焊管来说,单道次最大减径率为30.4%,伸长率最大为40%;拉拔力与减径率、工作带长度等影响因素成正相关,拉拔速度对拉拔力的影响不大;通过拉拔成形工艺能有效改善焊缝处的晶粒取向,使得管材沿拉拔方向有较好的成形性;建立BP神经网络训练模型,得到回归值R,表明该模型有较好的预测性,从而验证了模型的可行性。
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。
中国塑性成形技术和装备30年的重大突破与进展
林忠钦;黄庆学;苑世剑;赵国群;华林;易幼平;詹梅;李淑慧;刘伟;王宝雨;陈军;王涛;李宏伟;黄亮;何祝斌;钟掘;1994以来的30年,在国家重大需求的强劲牵引下,我国塑性成形技术与装备取得举世瞩目的巨大成就,研制出一大批世界第一的成形装备,实现了三大技术跨越,形成了规模最大的研究队伍,我国塑性成形技术总体水平进入世界先进国家行列,多个单项技术和装备达到国际领先水平。选择了其中8项最具代表性成果,并介绍其在塑性工程理论和技术上取得的重大突破以及对国家重大装备研制的突出贡献,分析了我国塑性成形技术与国际领先水平的差距。最后对我国塑性成形技术发展将呈现出的“三超两高”五大发展趋势进行了展望。
《塑性工程学报》学术不端认定及处理办法
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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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