管板材SGMF工艺传压介质的物理性能试验

固体颗粒介质成形工艺(SGMF)是采用固体颗粒代替刚性凸模(或凹模)的作用,对板材、管材等毛坯进行拉深、胀形的半模成形工艺。该工艺不同于传统的软模成形的重要区别是,其采用固体颗粒作为传力介质改变而导致成形规律与众不同。深入探索固体颗粒介质的物理特性,是实现应用该工艺进行实际生产的重要理论依据。文章通过试验,分析了不同粒径GM固体颗粒介质高压下的基本物理性能,得出GM颗粒介质体积压缩率曲线,并给出幂指函数本构关系方程;得出了GM颗粒之间及GM颗粒与板材之间在不同压力状态下的摩擦系数曲线;分析得到GM颗粒介质在轴线方向和底面上的压力传递规律,并给出了数学描述。     

固体颗粒介质拉深新工艺及成形模具设计

鉴于传统的充液拉深中存在液体介质密封困难、装置复杂等问题,提出了以固体颗粒代替液体介质的新工艺,通过对拉深过程中筒壁的受力分析得出固体颗粒介质拉深新工艺可以有效的减小成形过程中筒壁的拉应力,有利于提高材料的成形极限。自行设计了试验模具,通过对LY12M板料的拉深试验,验证了固体颗粒介质拉深新工艺的可行性,试验获得的极限拉深系数达到了0.51,优于传统刚性模拉深工艺。     

板材固体颗粒介质成形新工艺

提出了板材固体颗粒介质成形新工艺,即采用固体颗粒介质代替刚性凸模(或弹性体、液体)的作用对板料进行软模成形的工艺。通过成形试验,对板材固体颗粒介质成形新工艺的工艺过程、成形特点进行了论述,并进行了数值模拟。试验和模拟结果表明,应用固体颗粒介质成形工艺可以极大限度地发挥板料的成形性能,不需要任何辅助工序,可以一次成形深拉深件,且表面质量好,成品率高。     

固体颗粒介质成形新工艺及变形研究

固体颗粒介质成形新工艺,是采用固体颗粒代替刚性凸模(或弹性体、液体)的作用,对金属板料成形的工艺。固体颗粒介质成形新工艺,即可以解决流体介质、粘性介质的密封难题,又具有内压非均匀分布、便于控制成形、提高材料成形极限、降低投资成本、所得零件表面质量高、成品率高的优点,且固体颗粒无工业污染,可重复使用。该工艺为材料的加工制备提供了新的方法和手段。利用塑性增量理论,对自由变形区任意一点的应变进行了分析,得到了自由变形区任一点的应变及厚度计算公式。采用固体颗粒介质成形工艺,进行板料成形试验,成功试制出多种典型工件;对试验件壁厚分布的计算值和实测值进行了比较,证明理论正确。     

钛合金机头罩固体颗粒介质成形工艺研究

固体颗粒介质板材成形是采用固体颗粒介质代替刚性凸模(或弹性体、液体)的作用对板材进行软模成形的工艺,由于固体颗粒介质具有很强的耐热性能,特别适用于钛合金薄壁零件的成形.针对TC1钛合金机头罩的零件特点,采用该工艺方法设计一套胀形模具,并通过胀形实验成功制造出符合设计要求的机头罩零件.结果表明,固体颗粒介质成形可解决复杂型面、薄壁、筒状钛合金零件难成形的问题,成形零件精度高,且表面质量好.     

固体颗粒介质的传压性能实验研究

介绍了固体颗粒介质成形新工艺。测试分析了钢球作为固体颗粒传压介质的压力分布及压头锥角对压力分布的影响规律。实验实测表明,钢球作为固体颗粒介质其传压性能稳定;钢球承压能力强,可反复使用。在成形过程中,可以通过调节压力分布对材料的流动进行有效控制,使管材在最有利的受力条件下成形,提高管坯成形极限和成形性能。     

基于固体颗粒介质的板材软模成形工艺

选用非金属颗粒(NMG)作为研究对象,通过体积压缩试验和NMG在高应力水平下的物理性能试验,得到NMG体积压缩曲线和扩展的Drucker-Prager线性模型参数;通过摩擦强度试验,得到NMG的Mohr-Coulomb模型参数,并与扩展的Drucker-Prager线性模型参数比对基本吻合;测定了NMG与板材在不同正压力下的摩擦因数曲线。以材料性能试验为基础,对基于固体颗粒介质的板材软模成形工艺进行数值分析;设计制造固体颗粒介质板材成形试验模具,成功制出抛物线形零件。结果表明：固体颗粒介质与板材表面作用所表现出的显著摩擦性能,可以极大限度地发挥板料的成形性能;其工艺控制简便,模具结构简单;成形工件具有表面质量好、贴模性好、精度高等优点,为板材的加工和制备提供了新的方法和手段。     

基于DEM-FEM的AZ31B板材软模成形极限预测

针对金属板材固体颗粒介质成形工艺中散体颗粒的离散性能和板材连续变形特点,提出并构建离散元-有限元耦合仿真模型。通过试验和数值模拟相结合的方法,建立镁合金板材温热成形韧性破裂准则,并验证该准则的有效性。最后结合韧性断裂准则对AZ31B镁合金固体颗粒介质筒形件温热拉深进行离散元-有限元耦合模拟,对其成形极限进行预测分析,并展开相应条件下的拉深成形试验。结果表明:基于韧性断裂准则的离散元-有限元耦合分析方法可以有效预测镁合金板固体颗粒介质温热拉深成形极限。     

镁合金板材超声激励软模拉深（英文）

综合固体颗粒介质成形和超声振动塑性成形技术,提出超声激励颗粒介质成形工艺。为了揭示超声激励对板材软模拉深的影响,在AZ31B镁合金板材固体颗粒介质拉深成形中,运用振动频率20 kHz、最大输出功率1.5 kW的超声振动系统对凹模施加激励。研究表明,超声激励促进颗粒介质的流动性及其传递内压性能;超声振动改变板材拉深中的成形规律并有效降低成形载荷,且随着超声振幅的增加,载荷降低比例越高,这是表面效应和体积效应综合作用的结果。     

筒形件热态颗粒介质压力成形自由变形区失稳分析（英文）

采用热态固体颗粒介质成形工艺对金属板材筒形件成形展开研究,得到板材变形过程中的应力分布函数,并结合板材破裂失稳理论给出自由变形区冲头临界破裂成形压力的解析表达式。研究结果表明,颗粒介质所具有的主动摩擦效应和内压非均匀分布特征能显著提高板材的成形性能;冲头临界破裂成形压力随颗粒介质与板材间摩擦因数和材料塑性应变比的增加而上升,随材料硬化指数的增加而下降。各因素对冲头临界破裂成形压力影响由大到小的顺序为塑性应变比、摩擦因数和硬化指数。最后,采用AZ31B镁合金板材HGMF工艺试验对失稳理论进行验证。     

高压合成工艺中固体密封传压介质研制探讨

分析了我国高压合成工艺中密封传压介质原料应具有的性能——传压性、密封性、黏滞性、流变性、化学惰性、绝缘性及热传导性。从原料组成与结构两方面探讨了密封传压介质的研制方向,指出层状硅酸盐矿物是目前密封传压介质原料的选择原料。同时,密封传压介质的结构对其使用性能也有重要影响,应在扩大合成腔体、方腔体、非立方体等非传统结构上进行深入研究。最后,提出密封传压介质粉压成型、焙烧制作工艺过程及其注意的问题。     

外加载荷对碳纳米管-银-石墨复合材料电磨损性能的影响

研究了压力变化对碳纳米管-银-石墨复合材料纯机械磨损和电磨损性能的影响.结果表明:在纯机械磨损条件下,随着压力的增加,复合材料的磨损体积线性增加;在电磨损条件下,复合材料的磨损体积与压力成U型变化;当压力过小时,由于电气磨损量大以及电刷跳动产生的火花磨损,导致复合材料的电磨损体积较大;当压力过大时,破坏了电刷和换向器之间形成的润滑膜,产生严重的犁削和粘着磨损,使复合材料的电磨损体积急剧增大;复合材料的电磨损体积与电刷的极性有关,正刷的磨损体积大于负刷的磨损体积;随着压力的增大,复合材料的摩擦系数也随之增大,且在相同条件下,电磨损时的摩擦系数大于纯机械磨损时的摩擦系数;碳纳米管的加入可以提高复合材料的抗电磨损性能.     

颗粒介质传压性能的数值模拟和试验研究

文章作者自行研制了测试颗粒介质传压性能测试装置,通过试验,测得了多种颗粒介质在各种试验参数下的压力分布规律和应力应变关系。通过将颗粒介质作为连续体介质来处理,建立了研究颗粒介质传压性能的有限元模型,对不同试验参数下的颗粒介质,在承压筒底面上垂直压力分布进行了模拟计算。模拟和实测结果对比表明,应用连续体材料模型的模拟结果和实测结果较为接近。     

Study of the failure mechanism of an epoxy coating system under high hydrostatic pressure

The failure mechanisms of an epoxy varnish coating and an epoxy glass flake coating were investigated under ordinary pressure (1 atm) and high hydrostatic pressure (35 atm), from electrochemical behavior, water absorption, wet adhesion and mechanical characteristics. The results revealed that mechanical properties were more favorable under 35 atm, but pressure changed the electrochemical behavior and deteriorated coating protectiveness by accelerating water absorption, increasing diffusion coefficient and changing diffusion type. More importantly, loss of wet adhesion, induced by blisters and corrosion products on interface, became the main reason for coating failure and thus the key factor controlling coating lifetime.     

Interfacial pressure distribution and bonding characteristics in twin-roll casting of Cu/Al clad strip

The mechanical properties and product thickness specifications of bimetallic clad strip prepared by twin-roll casting are tightly related to the mechanical behavior of bonding interface interaction. The thermal?flow coupled simulation and the interface pressure calculation models are established with the cast-rolling velocity as the variable. The results show that the interface temperature decreases, the interface pressure and the proportion of the thickness of the Al side increase with the decrease in cast-rolling velocity. The thinning of Cu strip mainly occurs in the backward slip zone. The higher pressure and longer solid/semi-solid contact time make the interface bonded fully, which provides favorable conditions for atomic diffusion. The inter-diffusion zone with a width of 4.9 μm is attained at a cast-rolling velocity of 2.4 m/min, and the Cu side surface is nearly completely covered by aluminum. Therefore, the ductile fracture occurs on the Al side, which prevents the propagation of interface delamination cracks effectively. Meanwhile, shear effect becomes more significant at high interfacial pressure and large plastic strain, and the microstructure on Al side is composed of slender columnar crystals. Thus, the metallurgical bonding and refinement of grains on the Al side can result in higher bonding strength and tensile properties of the clad strip.     

微织构自润滑表面在油介质中的摩擦学性能

为探究不同表面处理方式对试样表面摩擦学性能的影响,分别对GCr15试样表面进行激光微织构加工,光滑表面涂抹润滑油,微织构表面填充固体润滑剂,微织构表面涂抹润滑油,微织构表面填充固体润滑剂并涂抹润滑油等不同表面处理方式,在MMW-1A摩擦磨损机上进行摩擦磨损试验。同时改变试验的载荷及转速,探究在不同转速和载荷工况下,不同表面处理方式对试样摩擦因数的影响。结果表明,在干摩擦条件下,试样表面采用微织构处理并填涂固体润滑剂可使摩擦因数较光滑表面降低47.6%;在油介质中,采用微织构处理可使摩擦因数较光滑表面降低4.8%,采用微织构处理并填充固体润滑剂可使摩擦因数较光滑表面降低17.7%。且在油介质中,采用织构化处理和固体润滑结合的表面处理方法,试样摩擦因数随载荷增大而减少且逐渐趋于稳定,但随转速增大而增大。