金属流变成形的理论与实践

结合工程实际，对具有弹粘塑性性质的金属材料的本构方程和流变成形机理进行了探讨，由此发现线性粘塑性介质只是非线性粘性介质的一种极限情况。详细讨论了该零件的实验条件和成形工艺方法，最后进行了试验结果分析。     

半固态镁合金AZ91D变形行为研究

对应变诱发法制得的半固态镁合金AZ91D坯料进行了单向压缩实验,研究了不同工艺参数对半固态镁合金的压缩流变应力的影响。流变应力不仅是变形量和变形温度的函数,而且是应变速率的函数,由此采用回归分析法建立了能综合反映热力参数对流变应力影响的半固态AZ91D合金的粘塑性本构方程,为半固态触变成形的数值模拟奠定了理论基础。     

用于粘性介质压力成形的介质性能的研究

粘性压力成形（VPF）采用一种半固态、可流动并具有高粘度的材料作为成形传力介质,粘性介质的性能对板材变形有很大影响,本文根据粘介质压力成形的要求,选择了3种不同分子量的粘介质材料,并讨论了它们的基本性能.采用剪切流变方法对3种粘性介质的流变性能进行了分析,获得了3种介质的转速-扭矩关系曲线,从而得出粘性介质应力应变随时间的变化规律.自行设计并制造了粘性介质的挤压实验装置,通过3种不同分子量的粘性介质的挤压实验,分析了挤压力随挤压速度及挤压比的变化规律.实验结果表明,随着挤压速度和挤压比的增大粘性介质挤压力增大,粘性介质有较强的速率敏感性.     

汽车离合器减震轴套精锻成形数值模拟与分析

简述了汽车离合器减震轴套的几种典型成形工艺。基于Deform3D通用有限元软件，应用三维刚粘塑性有限元显式算法对预减震轴套精锻成形过程进行了模拟分析，得出了变形中材料的流动状态和等效塑性应变分布规律。根据有限元模拟分析结果对减震轴套精锻成形工艺参数、模具结构进行了优化设计，并进行了预减震轴套精锻成形工艺试验。试验验证了有限元模拟分析结果，并精锻成形出合格的汽车预减震轴套产品。     

铸造湿型砂粘塑性的研究

基于流变不和型砂微变形理论,研究了湿型砂的粘塑性,对湿砂的粘塑性本质进行了分析,并对反映砂粘塑性的性能指标－塑变临界值进行了检测和试验研究。考察了膨润土含曦和紧实率对塑变临界的影响。还对标准砂样抗压测试过程的本质特征曲线进行了分析,认为,可将砂样抗压变形过程分为粘弹性变形、粘塑性变形手砂样破裂三个阶段。     

MB2镁合金温变形流变应力研究

选择MB2变形镁合金,采用Gleeble1500热力模拟机对其在不同温度和变形速率下的流变应力进行了实验研究,结果表明镁合金进行等温压缩的情况下,变形温度和应变速率对流变应力有显著的影响,流变应力随应变速率的升高和变形温度的降低而升高。并建立了流变应力的数学模型,其结果可为变形镁合金的塑性成形工艺的制订提供更为科学的依据。     

AZ31镁合金流变成形制品裂纹的形成原因

镁合金的塑性成形性能差,因此如何实现镁合金的塑性加工成形成为了一个新的技术难题。连续流变挤压成形实现了镁合金由高温液态直接形成制品的过程,减少了工序,节约了能源。但是制品的上下表面易出现裂纹,出现裂纹的原因主要是金属流动速度不同。为了减小和消除裂纹,可采用润滑剂、控制挤压速度、增大模具的定径带长度等措施。     

半固态金属流变成形模具失效与选材

半固态流变成形模具的研究是半固态成形技术的一个重要组成部分，目前还没有引起足够的重视。根据半固态流变成形模具的工作原理和黑色金属流变成形的工作条件，分析指出了其主要失效形式是热疲劳、熔蚀和变形，模具材料的关键性能指标是高温疲劳强度、抗氧化性以及较低的线膨胀系数等。通过对常用模具材料优缺点的分析，得出了以下结论：目前国内外还没有真正适合黑色金属半固态流变成形的模具材料，采用复合材料和表面处理技术是提高模具寿命的有效途径。     

钛合金叶片盘近净热流变成形的数值模拟及其应用

研究了TC11钛合金叶片盘的近净热流变成形。采用几何造型软件UG NX3对TC11钛合金第二级叶片盘的坯料和模具进行实体造型,同时基于刚粘塑性不可压缩材料的变分原理,运用体积分析软件DEFORM 3D对3种不同应变速率下的叶片盘等温近净热流变成形过程进行数值模拟,研究了工件在成形过程中的速度场、温度场和等效应变场的分布情况,以及凸模和凹模的载荷-行程曲线,为优化工艺参数提供了理论依据。同时与传统的方法进行了比较,发现用此方法生产的产品,其力学性能及微结构都有明显的改进。结果分析表明,随着变形速率的减小,金属向凹模型腔内的流动越均匀,叶型更容易充满。     

热冲盂成形过程的刚粘塑性有限元模拟

采用刚粘塑性有限元法对热冲盂成形过程进行了数值模拟,了刚粘塑性有限元法,并分析了热冲盂成形工艺的模拟结果。     

Indentation of lipid-based particle gels: An experimental,theoretical and numerical study

The rheological properties of lipid-based particle gels are critical in defining end-use properties. Although indentation is commonly utilized to investigate the end-use properties of these materials, a comprehensive methodology for acquiring and characterizing fundamental rheological properties via indentation is lacking. This study sought to develop the indentation method for obtaining the large-strain viscoplastic characteristics of three lipid systems that vary in composition and structure: shortening, margarine and butter. Uniaxial compression and conical indentation tests were performed at various rates. Constitutive behaviour was fitted with a viscoplastic model, with the rate-dependent plasticity defined by the overstress power law equation. The static stress–strain curve was defined by a linear elastic region, a strain hardening plastic deformation region, and a subsequent region of perfect plasticity. Forward predictions of the indentation load–displacement response were obtained via finite element analysis using compression test data. Good reverse predictions of the stress–strain properties from the indentation response were obtained through a novel method developed in this study.     

起动机减速轴精密成形数值模拟与工艺研究

运用UG/NX软件对减速轴及模具建立物理模型,并选取刚粘塑性理论和剪切摩擦模型,基于Deform软件对其冷挤压成形过程进行仿真。得出成形过程中各阶段成形力和应力、应变图,并分析了中心孔的分流作用,确定金属流动规律和填充规律;试模试验与仿真结果吻合,验证了模型的正确性和工艺的合理性,并提出防止中心凸台填充不满的措施。研究结果对冷挤压成形有限元仿真和塑性成形工艺控制具有指导意义。     

TC11钛合金金盘等温流变形成的数值模拟及其生产应用

针对钛合金压气相盘的等温流变成形过程,应用有限元数值方法,对热加工规范许可的某一成形温度和不同应变速率下的流变形形过程进行了分析和比较,模拟结果包括一系列人机交互篡夺成的流变过程图、等效应变场、挤压力曲线及等温度场等,从数值模拟“实验”的角度,对热流变成形过程进行了不可逆过程热力学分析,并对等温流变形形件进行了低倍流线、金相组织、力学性能等的检测。     

连续挤压杆坯直径的工艺影响研究

针对坯料直径对铜扁线连续挤压的影响,采用刚粘塑性有限元模型,基于Deform-3D软件平台,进行三维有限元数值模拟,获得两种不同直径的坯料连续挤压扩展成形过程的金属流动规律、温度场、应力场、应变场以及挤压轮扭距。通过理论计算和对模拟结果的分析比较,初步确定了坯料直径和金属塑性变形的关系,为连续挤压工模具设计提供了理论依据。     

流函数法在铸轧变形理论分析中的应用

根据流体力学中的ＮａｖｉｅｒＳｔｏｋｅｓ方程,利用流函数法,对铸轧变形区的流变特性进行了理论分析。铸轧板的宽长比较大,可简化为平面问题,由此建立的二阶偏微分方程组,直接求解仍较困难;引入流函数,设定并建立铸轧区的速度场,使其满足不可压缩条件和速度边界条件,这样求解偏微分方程组成为可能,并由此可为求出板带铸轧变形区的单位压力分布解析式创造条件。     

直齿圆锥齿轮精锻成形工艺数值模拟研究

齿轮锻造成形是一个复杂的塑性大变形过程.传统的理论分析方法难以很好地分析其复杂的成形过程及成形规律,而有限元数值模拟可以弥补这一不足.通过基于刚塑性/刚粘塑性有限元方法的计算机模拟对直齿圆锥齿轮的温锻和冷锻过程进行了分析,对两成形方法中的模具载荷、应力和应变分布及温度场分布进行了比较.结果表明,温锻成形具有成形载荷小、应力数值小、温度分布均匀等优点.进行了相应的温锻工艺试验研究,为温锻成形技术在工业生产中的应用提供了理论依据.     

Numerical simulation and its application ofrheological forming of titanium alloy vane disk

The hot rheological forming method was proposed to form the second titanium alloy vane disk. The hot rheological forming process of the TC 11 titanium vane disk under a certain temperature and different strain rates was investigated by using the bulk forming software of DEFORM 3D. A series of results including temperature field, equivalent strain distribution, load-stroke curve and rheology procedure were obtained by this finite element method. The rheological forming characteristics were well realized and the forming parameters were determined. The results and analysis show that with decreasing strain rate, the metal flow more equably and the filling of the vane shape is also better. Moreover, the mechanical properties and microstructures of the products produced by this new technique are improved evidently compared with that produced by traditional method.