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基于Python的ABAQUS后处理研究开发及其在薄壁管数控弯曲中的应用
郭玲;杨合;邱晞;李恒;詹梅;郭良刚;为了提高对非线性有限元软件ABAQUS结果提取及分析的效率和精度,基于面向对象的Python语言,对ABAQUS后处理程序进行了研究开发。提出了程序开发的思路及一般步骤,并基于此,研究开发了针对薄壁管数控弯曲这一具体应用的ABAQUS后处理程序,用于薄壁管弯曲起皱的判断和起皱区域的确定,以及最大壁厚减薄量的计算和其所在位置的确定,为实现弯管数控弯曲这一复杂成形过程的优化奠定基础。结果表明,所开发的程序能够从ABAQUS海量的计算结果中有效、精确地提取有用信息并进行操作,从而实现对模拟结果的定量分析和总结。文章也为基于Python的研究开发在其他领域的应用,提供了重要指导与借鉴。
激光功率对激光熔覆Ni基涂层温度场和应力场的影响
姚芳萍;房立金;李金华;靳继波;为得到对H13钢表面进行激光熔覆制备Ni基涂层时的最佳激光功率值,利用COMSOL仿真软件对不同激光功率下的温度场和应力场进行数值模拟,得到1400和1600 W两组满足熔覆层基本要求的激光功率值,绘制了温度梯度和不同方向的热应力变化曲线,并通过实验验证了仿真结果的准确性,进而得到最佳激光功率值。仿真结果表明,温度梯度随激光功率的增大而增大,进而产生较大的热应力,热应力是裂纹产生的主要原因之一。在激光功率为1400和1600 W条件下进行实验验证并观察熔覆层形貌得知,激光功率为1400 W时截面未见明显的气孔和裂纹等缺陷,而激光功率为1600 W时截面裂纹明显;观察熔覆层微观组织发现,激光功率为1600 W时熔覆层中树枝晶明显增加,这是因为激光功率较大时温度梯度较大,使得晶体长大更快。宏观形貌和微观组织结果均证明了仿真结果的准确性。
金属材料塑性本构模型建立研究进展
夏天;高志玉;赵斐;樊献金;高思达;本构模型反映了流变应力与应变、变形温度和应变速率的对应关系，在设备选型、有限元仿真计算等方面具有重要应用。综述了几种主要的本构模型建立方法，即经验型本构模型、物理型本构模型以及近年来被广泛使用的机器学习型本构模型。经验型本构模型的建立过程简便，但其无法从微观层面解释材料变形的机理。相比之下，物理型本构模型的建立虽然复杂，但由于其包含了微观机制信息，预测精度优于经验型本构模型。机器学习型本构模型相较于前两种建模方法预测精度更高，建模方式更加简便。运用VOSviewer和CiteSpace文献计量软件对金属材料本构模型建模方法进行统计分析，得出相关领域国家、机构研究现况以及之间合作关系，分析表明中国对于金属材料本构模型领域研究最为活跃，采用机器学习进行本构建模的研究是近年来热点。并且随着人工智能技术的飞速发展，运用机器学习建立本构模型将是未来发展方向。
几种屈服准则的屈服应力的比较分析
季明;高峰;廖孟柯;通过对几种屈服准则的屈服应力的比较分析,找出了它们的差异。通过对理论屈服值的比较得知,选取Tresca屈服准则最为经济,选取双剪屈服准则最为安全,这对实际工程应用具有一定的参考价值。
基于NSGA-Ⅱ的复合材料防撞梁碰撞损伤多目标优化
朱孙科;陈历;倪颖倩;肖勇;宋霞;为在设计时考虑低速碰撞损伤对碳纤维复合材料(CFRP)防撞梁力学性能的影响，发展了改进Hashin失效准则的VUSDFLD子程序来判定低速碰撞时CFRP防撞梁7个方向的损伤程度，采用壳单元模拟了复合材料的力学性能，建立了CFRP防撞梁低速碰撞有限元显式动力学模型。采用该方法对相同实验条件下的复合材料层合板低速冲击剩余强度进行了计算，并将计算结果与实验结果进行了对比，仿真结果与实验结果吻合较好。在此基础上，以复合材料防撞梁铺层厚度和铺层角度为设计变量，将复合材料防撞梁的质量和低速冲击时产生的损伤单元数作为优化目标，建立了CFRP防撞梁低速碰撞损伤动力学多目标优化模型，采用基于Pareto策略改进的NSGA-II非支配排序遗传算法对其进行多目标优化求解。优化后，CFRP防撞梁质量由1.02 kg降为0.76 kg,减重率为25%;损伤单元数由30238个降为23206个，损伤降低率为23%。结果表明，所发展基于Hashin失效准则的VUSDFLD子程序和对CFRP防撞梁低速碰撞损伤多目标优化是行之有效的，为复合材料防撞梁结构的优化设计提供了参考。
微成形中金属材料韧性断裂行为研究综述
肖志菲;郭树标;荆传智;冉家琪;王继来;微成形技术在成形过程中,韧性断裂是经常出现的主要缺陷之一,极大地影响了微型零件的成形质量。在微介观尺度的变形过程中,由于尺寸效应的影响,传统的塑性变形以及韧性断裂理论不能完全应用于微介观尺度下金属材料的成形预测,尺寸效应对微介观尺度塑性变形和韧性断裂行为有着显著的影响。对当前微介观尺度下的塑性变形及断裂理论进行了综述,阐述了尺寸效应对材料性能的影响,总结了微介观尺度下的材料塑性本构模型和韧性断裂准则,最后展望了微介观尺度下韧性断裂准则研究中仍存在的挑战。
金属薄板微成形技术的研究进展
单德彬;郭斌;周健;文章阐述了金属薄板微成形的基本概念和金属微成形中的尺寸效应,综述了微拉深、增量成形、微弯曲和冲裁等薄板微成形技术的研究现状,并简单介绍了作者的研究成果,展望了薄板微成形技术的发展方向和趋势。
型材弯曲工艺的现状及发展前景
徐义;李落星;李光耀;钟志华;结构轻量化可以减少能源消耗,使日益严峻的能源危机得以缓解,因此,近年来汽车结构轻量化设计越来越被人们关注。在轻量化结构设计中,挤压型材的使用越来越广泛。不同于普通民用建材,由于汽车结构设计必须考虑到结构、空气动力学和美观等方面的因素,挤压型材一般在弯曲状态下使用。在型材弯曲,特别是薄壁空心型材的弯曲过程中会出现截面变形、回弹等各种缺陷,已成为其大规模应用的障碍。文章叙述了型材弯曲过程中容易出现的各种缺陷以及减小和避免这些缺陷所造成影响的适当方法;介绍了几种传统的弯曲工艺,如常用的绕弯、拉弯、滚弯及其他一些不常用的如压弯、激光弯曲和柔性垫弯曲,并详细分析了各种工艺的优缺点;还介绍了一种新型的挤压弯曲一体化成形工艺。
锻造工艺对航空用钛合金微观组织演变及力学性能的影响
赵海燕;储双杰;张启飞;毛博;钛合金是一种被广泛应用于航空等领域的高性能结构材料，但因其冷塑性能差、加工难度大，故常采用热加工来成形钛合金，如模锻等。净成形或近净成形技术是获得高性能钛合金部件的重要成形方法，并已在飞机大型结构件加工生产中得到了良好的应用。系统综述了航空用钛合金不同锻造成形工艺间的差异，归纳了锻造工艺参数对钛合金微观组织演变及力学性能的影响规律，明确了钛合金在锻造过程中的微观组织演变机理、后续处理过程中的拉伸及疲劳断裂机理，结合不同锻造成形工艺的特点及现存的不足，展望了钛合金在热加工方面的研究方向及发展趋势，以期为后续钛合金锻造工艺的开发与优化提供参考。
6061铝合金热压缩变形条件对流变应力的影响及其本构方程的研究
赵培峰;任广升;沈智;徐春国;文章根据热压缩试验数据,应用一元线性回归和多元线性回归方法,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,并根据试验数据确定了6061铝合金材料的本构方程。研究表明,6061铝合金热压缩塑性变形时的流变应力和应变速率之间的关系满足双曲正弦函数关系式;其热压缩塑性变形时流变应力的双曲正弦对数项与绝对温度倒数之间满足线性关系,其高温压缩变形受热激活能的控制。