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冷轧参数对铜/钢复合板结合情况的影响
吴昊;熊桑;张渤;刘致远;周玖;王楚;徐宁;使用材料分析软件JMatPro预测钢材料性能,建立材料本构模型,通过有限元软件ABAQUS对层状金属铜/钢复合板冷轧过程进行数值模拟分析,并通过理论公式计算轧制应力。计算结果与数值模拟结果误差较小。对铜/钢复合界面垂直应力分量以及最大塑性变形量进行分析,以判断是否完成复合。采取正交试验法,以轧制应力作为考量指标,以冷轧加工率、轧制速度、摩擦因子(上辊)和摩擦因子(下辊)为试验因素,获得层状金属铜/钢冷轧复合最佳工艺参数,结果表明,最佳工艺参数为冷轧加工率50%、轧制速度70 m·min-1、上轧辊摩擦因子0.2、下轧辊摩擦因子0.15,此时轧制应力最小,约为715.2 MPa。
钝化膜对304不锈钢裂纹尖端应力腐蚀的影响
杨富强;张越;建立了一个包含物质扩散与固体力学的二维数值模型，模型中假设氧在金属中以菲克定律扩散形成Fe_3O4保护膜，并采用吸湿膨胀的方法计算膜致应力，该模型可以模拟裂纹尖端钝化膜的形成与膜致应力。基于该模型，在COMSOL中建立了含单边裂纹的平板试样的有限元模型，研究了在外加位移载荷的作用下，钝化对裂尖应力、等效塑性应变以及裂纹扩展的影响，并研究了钝化膜再破裂时的应力分布。结果表明，钝化膜在一定程度上减弱了外加载荷对裂纹尖端的应力腐蚀，降低了裂纹扩展的可能性。在裂纹开始扩展初期，钝化膜减弱了裂尖的应力，当裂纹扩展较长时，钝化膜对裂纹尖端基本没有影响。
梯度铝合金蜂窝夹芯板复合材料的力学响应
乔及森;孔海勇;苗红丽;李明;通过改变蜂窝芯层的胞壁长度,利用试验和有限元模拟相结合的方法研究了梯度蜂窝夹芯板在准静态及动态冲击条件下的面外压缩过程和力学响应,计算结果表明,在准静态压缩过程中,梯度铝合金蜂窝夹芯板从相对密度低的层级向相对密度高的层级逐级变形,相对密度越高的层级所产生的塑性铰越多。而在高速冲击下,梯度蜂窝夹芯板的变形主要受冲击惯性的影响,梯度蜂窝夹芯板的变形与准静态下蜂窝夹芯板的变形存在明显的不同。并且当梯度率为0.0276时,梯度蜂窝夹芯板的吸能性达到最好,相较于同等质量的均质蜂窝夹芯板,能量吸收提高了10.63%,因此,对蜂窝夹芯板进行梯度设计可以有效提高其能量吸收能力。
20Cr2Ni4齿轮钢激光喷丸和机械喷丸残余应力场有限元模拟
何国旗;谢远昊;何瑛;蔡颂;使用有限元软件建立了20Cr2Ni4齿轮钢喷丸强化的三维数值分析模型，探究了激光喷丸(LSP)与机械喷丸(SP)在不同工艺参数下的残余应力场，分析了网格尺寸对模拟结果的影响，建立了复合喷丸的有限元网格模型，研究了不同复合方式的喷丸对残余应力场的影响。结果表明，激光喷丸有限元分析中，网格尺寸一般控制在0.1 mm以下，相较于激光喷丸，机械喷丸对网格密度的要求比较高。当弹丸直径为Φ0.5 mm,且冲击区域最小单元网格尺寸为0.03 mm以下时，模拟结果有效。相较于激光喷丸，LSP-SP复合喷丸在表面产生的残余压应力略有提升，应力在靶材表面没有被严重的削弱。复合喷丸的残余压应力层深可以达到机械喷丸的2～3倍；在深度方向的最大残余压应力可以达到材料屈服强度的1.5倍。
钨合金粉末和烧结材料的热等静压工艺技术
郎利辉;续秋玉;张东星;布国亮;王刚;姚松;针对93W-Ni-Fe材料研究钨重合金(WHA)粉末和烧结材料的热等静压(hot isostatic pressing,HIP)强化工艺,在不同的工艺下进行热等静压实验。结果表明,经热等静压强化处理后,93W-Ni-Fe试验件进一步致密化,相对密度和硬度显著提高,分散度明显减小,且其延性保持在较高水平;提高温度和压力都能在一定程度上提高材料的强度及延伸率和断面收缩率,但温度的提高对强化的影响更明显。对两种工艺进行对比,发现钨合金粉末材料的直接热等静压成形试件的性能指标远小于烧结棒材,可通过提高温度得到一定程度的提高,但最优温度压力参数还需探索。
欧洲管材内高压成形和板材液压成形研究现状(英文)
M.里瓦尔德;S.瓦格纳;在欧洲,管材、型材以及板材的液压成形是密切相关的。液压成形产品主要是用于汽车工业批量生产的零件以及一些有独特用途的零件,其市场仍然在逐渐增长。目前轻量化制造、新型零件的高度功能集成化以及关于使用内高压件的不断积累的设计经验、理念,正影响着液压成形新技术的开发。由于可观的利润率,开放截面和闭合截面的铝合金型材的液压成形件正在试制,并在此背景下,开展了一些专用车面板的液压成形技术开发。这个利润率,将从半成品零件、成形中间过程,直到最终总成件整个工艺链来计算。从管材和板材的液压成形件来看,提高液压成形模具的功能集成性也是必须要做的工作。文章作者就内高压成形的模具设计以及功能集成给出了解决方案,并进一步讨论了内高压成形工艺的利润率。
率相关晶体塑性在有限元应用中的关键技术
李宏伟;杨合;孙志超;率相关晶体塑性在有限元应用中存在数值求解稳定性、精度和效率不能兼顾的问题,这是由于其数值化过程中的诸多关键技术相互的制约所致。文章讨论了这些关键技术,指出了建模采用的变形构形和控制方程的主未知量对求解计算的影响,研究了本构计算的隐式和显式算法及数值技巧,并分析了有限元计算过程对本构求解的影响。基于对这些关键技术的研究及对其处理方法的探讨,简要给出了率相关晶体塑性隐式和显式模型及求解算法示例。圆棒料镦粗和杯形件拉深过程模拟研究表明,这些模型和算法能够较好地兼顾计算的稳定性、精度和效率,而且其结果也表明,文章对这些关键技术问题的处理是合理可行的。
2A14铝合金环件轧制缺陷分析及工艺优化
董晓传;吴润谋;姜玉洁;曲周德;针对2A14铝合金环件在轧制过程中经常出现的“鱼尾”缺陷，通过有限元模拟的方法研究了直径增长速度、轧制曲线及初始轧制温度对产生“鱼尾”深度的影响规律，并获得了最优工艺方案。继而进行了1∶1生产实验对该最优方案进行验证，所得2A14铝合金环件的“鱼尾”深度与预测值的偏差约为9.39%。通过单向拉伸实验分析了2A14铝合金环件径向、轴向和切向的屈服强度、抗拉强度和伸长率。所得最优的实验方案为：初始轧制温度取430℃、各阶段直径增长速度分别取3、5、8、1和1 mm·s-1,轧制曲线取直线形。