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。
基于晶体塑性理论的金属材料损伤断裂预测研究进展
张凯;胡雨晴;苏春建;岳振明;晶体塑性理论基于位错滑移、孪晶等微观变形机制来描述材料非均匀塑性变形,被广泛用于金属材料细微观力学响应分析。在晶体塑性框架下准确描述损伤累积及微裂纹萌生与扩展仍是当前研究的热点难题。因此,系统整理了基于晶体塑性模型的金属材料损伤断裂预测的研究进展。首先,介绍了晶体塑性理论的基本框架及其在金属材料变形分析中的应用基础;其次,阐述了典型损伤断裂模型的基础理论及其与晶体塑性本构关系的耦合方式;进一步,总结了各损伤断裂模型结合晶体塑性理论进行损伤断裂数值模拟的研究进展,并评述了机器学习方法在提高晶体塑性模型数值模拟计算效率方面的应用现状。最后,对基于晶体塑性理论的金属材料损伤断裂预测的未来发展趋势进行了展望。
能场辅助激光冲击强化技术研究进展
宋昊磊;郭振山;胡鸿彪;郑宏宇;王宗申;随着先进技术的发展,对工程材料服役性能的要求日益严格。传统激光冲击强化(LSP)在强化深度、加工效率及适应性方面存在局限,难以满足高质量与高效率并重的需求。近年来,温度场、电场、磁场、超声场等外部物理场与LSP协同作用,发展出能场辅助LSP技术,能够有效调控激光诱导等离子体行为、冲击波传播及材料微观组织演化,从而提升强化效果。综述了各类能场辅助LSP的作用机制、微观结构演变及性能调控,比较其优势与局限,并展望未来发展与应用前景。
分区域软模调控下铝合金半球形件拉深过程的非均匀变形行为
王朋义;金一淳;左鹏;张龙;党世豪;王振;针对非对称薄壁构件在常规成形过程中材料流动控制困难,易引发破裂或起皱的问题,提出一种基于分区域磁流变液软模调控的半球形件拉深成形方法。通过铁芯与线圈组合在成形区域构建梯度磁场,实现软模性能的差异化调控,并开展了Al1060-O板材半球形件拉深成形试验与有限元模拟研究。结果表明:分区域软模调控可显著影响试件构形、应变分布与材料流动行为;随着输入电流增大,最大等效应力与应变极值区域由成形区域中心向铁芯侧转移,材料流入比在10 A时达到2.116,有效促进了板材成形区域的非对称流动;同时,整体应力分布更加均匀,壁厚减薄得到有效控制。
大尺寸超薄板充液-覆板成形叠层参数影响仿真与实验研究
李浩海;矫志辉;李建伟;贾昊东;吴杉;李勇;大尺寸超薄不锈钢复杂构件的精密成形是支撑航空航天飞行器轻量化发展的关键技术之一,但其成形过程中易出现破裂与起皱等失稳问题,且工艺窗口狭窄。以厚度为0.2 mm、厚径比仅为0.33‰的半球形构件为对象,开展主动式充液-覆板成形工艺研究,结合有限元仿真与实验系统分析了目标板在不同覆板结构下的成形性能与缺陷演化规律。结果表明:单层结构中,仅调整压边压强难以同时抑制破裂与起皱;下侧覆板通过摩擦与包覆协同机制显著提升目标板的应变均匀性与成形极限,最大等效应变由0.31降至0.14;双侧覆板进一步消除起皱,但存在破裂风险略升的问题。实验验证了仿真预测的有效性:双侧覆板工艺成功获得无缺陷零件,单侧覆板试样也有效贴模,仅在凹模圆角存在少量死皱。
高频感应加热TB8包边成形工艺
凌子涵;陈明和;董红瑞;王涵;为实现TB8钛合金长包边零件的高效精密成形,提出一种结合预成形与高频感应快速应力松弛的复合成形工艺。通过建立电磁-热-力多场耦合有限元模型,系统模拟了不同感应热源移动速度下的温度分布、应力松弛与回弹行为,并开展了包边试验件成形验证。研究结果表明,随着感应热源移动速度的提高,成形件两侧回弹误差逐渐增大。当移动速度为0.7 mm·s-1时,左右两侧最大回弹误差分别为0.48和0.23 mm,满足零件成形误差±0.5 mm的设计要求,显著提高了成形精度与效率,证实了预成形/高频感应加热复合成形工艺在TB8钛合金包边快速精密成形中的可行性与有效性。
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。
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。
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。
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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