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基于表面完整性的表面强化技术研究综述
张旭;王晓强;田英健;卢邑彪;石青松;付浩然;张彪;服役在变载、变速及高温等恶劣工况下的轴承、齿轮和发动机叶片等在面临摩擦、磨损、腐蚀及交变载荷等情况时，经常因为零件的表面性能无法满足复杂工况的要求而发生安全事故。为有效提高轴承等零件的耐磨损及耐腐蚀性能，降低表面摩擦因数、提高其服役寿命和可靠性，需要提高零件表面完整性，即必须对轴承等零件进行表面强化工艺处理。通过对国内外金属材料表面强化技术的研究现状进行系统地综述，分析了表面机械强化、表面热处理强化、电火花强化、表面镀层强化、超声振动辅助强化以及其复合工艺对金属表面残余应力、表面粗糙度、显微硬度和表层显微组织等表面完整性的影响。其次，总结了各种表面强化工艺的优势和不足，综合了国内外对各强化技术的研究进展，分别对各工艺提高表面质量的未来研究提出了参考性的方向，最后，提出了一种新型金属表面强化技术—磁控溅射-超声滚压复合工艺，以期对金属表面完整性的改善做出新的贡献，方便同领域学者学习参考。
基于MATLAB的ABAQUS二次开发(上)——解决方案与技术要点
熊威;甘忠;熊仕鹏;袁胜;李光俊;为提高使用有限元软件ABAQUS进行分析的效率和对分析结果数据进行处理的效率,使用MATLAB对ABAQUS的前置处理和后置处理程序进行开发。分析了ABAQUS二次开发的思路和步骤;并根据分析结果,使用MATLAB开发了更改材料参数、网格尺寸、模具半径和模具型面的前置处理程序和自动提取仿真数据,而且拟合成形半径,对曲面外形进行配准拟合的后置处理程序。使用MATLAB实现了整体壁板的时效成形回弹补偿。结果表明,所开发的程序可以实现对ABAQUS有限元模型的更改、批量计算和自动结果分析。从而提高研究工作效率。该文为ABAQUS二次开发提供了不同于Python语言的思路。
基于某款纯电动汽车的动力电池包结构设计及优化
谢晖;孙延;王杭燕;首先针对某款纯电动汽车的高强钢电池包进行了结构改进设计和轻质合金材料替换,提高了结构在安全和散热方面的性能,且电池包体的轻便性也得以改善;然后采用有限元仿真分析方法检验了其静态性能,并在现有设计基础上进行了细节拓扑优化和全局尺寸优化,同时根据优化数值的分布趋势,引入载荷比概念,分析得到了不同设计件在参数化设计中的取值规律;最后基于仿真与试验分析,验证了新结构的强度和刚度性能。新设计在保证电池包最大变形小于1 mm的同时,完成了电池包结构12.3%的轻量化,整车续航里程进而提升11.1%。
辊弯成型技术理论及应用研究现状
韩飞;刘继英;艾正青;胡猛;辊弯成型是一种高效、节材、节能、环保的板金属成型工艺技术,在建筑、汽车、机械制造等许多领域得到了广泛的应用。该文简述了辊弯成型技术理论在国内外的研究现状;辊弯成型CAD/CAM/CAE技术在国内外的发展及其应用;并介绍了辊弯成型的前沿领域—柔性辊弯成型技术;展望了辊弯成型技术的发展趋势。
局部加载控制不均匀变形与精确塑性成形研究进展
杨合;孙志超;詹梅;郭良刚;刘郁丽;李宏伟;李恒;吴跃江;局部加载控制不均匀变形与精确塑性成形关键理论与技术研究,既是先进塑性成形学科前沿领域中的关键和挑战性课题,又是航空航天高技术发展的迫切需求。文章以局部不均匀加载实现通常极难的板面内弯曲成形为切入点,发展了控制不均匀变形以实现精确塑性成形的理论与技术,为我国先进飞机发展面临的大型复杂整体钛框成形制造难题的解决,提供了启示。建立了薄壁管数控弯曲失稳起皱、回弹、截面畸变预测和成形极限分析的模型、过程仿真和优化设计的方法;揭示了其关键影响因素和影响规律;实现了难度很大的薄壁管小弯曲半径数控弯曲精确成形。建立了多道次普旋、曲母线和带内筋件强旋等复杂过程三维仿真模型,提出了解决不均匀变形导致的复杂成形缺陷和旋轮轨迹优化设计难题的方法。解决了大型铝型材先进等温挤压中迫切需要解决的多场耦合作用下温度与速度效应和控制的重大难题。发展了复杂环件辗扩过程和控制仿真的三维有限元模型以及临界摩擦系数确定的解析-数值方法;总结了冷辗扩3种塑性变形行为及多因素耦合对辗扩过程的影响;提出了率相关晶体塑性模型在有限元中实现的稳健算法,实现了冷辗扩宏观变形行为的细观响应描述。
6061铝合金材料常数的研究
赵培峰;任广升;徐春国;沈智;通过热压缩试验,研究了6061铝合金材料的流动应力与温度、应变速率和应变之间的关系。根据试验数据,采用一元线性回归方法,确定了该材料的常数,如:激活能Q、应力指数n、应力水平参数α和结构因子A。研究表明,高温压缩变形时,6061铝合金的软化中动态回复是主要的;6061铝合金是正应变敏感材料。
精密微塑性成形技术的现状和发展趋势
单德彬;袁林;郭斌;随着微/纳米科学与技术的不断发展,以形状尺寸微小或操作尺度极小为特征的微型机械系统(MEMS)受到人们高度重视,MEMS技术的发展对微型构件的微细加工技术带来挑战。文章介绍了塑性微成形技术的发展背景及其基本特点,综述了微成形的基本问题、微型零件成形工艺以及成形设备、数值模拟等方面的研究现状,并对其发展趋势进行了展望。
高强钢热冲压成形工艺及装备进展
张宜生;王子健;王梁;从加热技术、成形-淬火冷却技术、变强度热冲压技术、新型高强钢材料热冲压、摩擦磨损和数值模拟技术等方面,阐述了其技术应用的现状以及未来发展趋势。当材料和装备确定之后,热冲压模具的设计、制造和维护是保证热冲压生产质量和效率的重点,着重对几种新工艺的模具结构做了介绍。经典的辊底炉生产线适应大规模生产,其高效率主要体现在生产节拍上。随着汽车产品的多样化,特别是在新能源车的开发和规模化生产之前,要求高强钢热冲压生产线更能够适应中小批量和多种材料(如高强铝合金)。这些新的需求,导致了多样化加热方式的研究,以及智能试验线的出现。辊底炉生产线、多层箱式炉生产线和智能试模线的研究及应用,推动了全球热成形生产和汽车轻量化的步伐。
金属疲劳损伤全寿命过程及工程应用综述
彭艳;张伟;李如俊;李玉雪;邵为义;金属疲劳损伤过程复杂，不同载荷类型与服役环境下金属疲劳损伤机理、变形特性和破坏模式存在较大差异。将疲劳损伤全寿命过程按照循环寿命周次划分为超高周、高周、低周和裂纹扩展4个类别，根据变形响应特性和变形机理特征阐述了各类别疲劳损伤的研究现状及发展趋势，涉及宏观尺度、微细观尺度和宏细微观多尺度理论体系。同时结合工程实际案例，以轧辊和燕尾榫作为代表性构件，分析其疲劳损伤行为与影响因素，探讨了目前疲劳理论在工程实践中的应用及挑战，旨在为金属疲劳损伤全寿命理论体系的完善和关键部件健康质量管控提供理论依据和技术指导。
基于CAD/CAE的侧围外板拉延模设计
蒋磊;马培兵;王龙;李国伟;胡志力;陈一哲;以东风本田某SUV车型侧围外板为研究对象,借助CAE分析软件对该侧围外板进行成形仿真分析,预测了拉延成形过程中的开裂和起皱等缺陷,得到了侧围外板成形极限图和厚度变化云图,并以此来判断其成形效果。通过对产品结构设计和成形工艺参数进行优化,输出了最佳拉延成形工艺方案,将此工艺方案导入CAD软件,实现了拉延模具结构的快速设计。最后在模具调试过程中对工艺方案进行了验证,试模结果与仿真分析结果一致。零件最大减薄率为21.5%,最大增厚率为9.7%,满足零件批量生产要求。