低碳钢/铝合金双层管充液弯曲变形规律

为解决传统技术无法制造大径厚比、小弯曲半径铝合金薄壁弯管的难题,提出采用双层管充液弯曲新方法。运用数值模拟研究厚度比和内压对低碳钢/铝合金双层管充液弯曲过程中起皱行为和壁厚分布的影响。结果表明,随着厚度比的增加,起皱的现象得到缓解直至消除,内层弯管外侧减薄率逐渐减小,壁厚分布更为均匀;随着内压的增加,起皱现象逐渐延缓,内层管壁厚最大减薄率增加,因此增加厚度比和内压均有助于提高双层管弯曲成形的稳定性。通过实验成功研制出径厚比为63的铝合金薄壁弯管件,外侧最大减薄率为24%。     

双层管内压弯曲过程轴向应力分析

双层管内压弯曲方法为获得大直径超薄弯管提供了可行的途径,文章对该方法避免内层管起皱的机理进行研究。内压在双层管轴向产生的附加拉应力,可降低弯曲内侧轴向压应力,有助于预防起皱。采用弹性理论,得到双层直管状态下附加轴向拉应力表达式,并对理论模型进行验证。通过数值模拟,分析了弯曲过程中支撑内压、外层管厚度,对内层超薄管起皱和轴向应力的影响规律。理论分析结果表明,双层管极限支撑内压,会随外层壁厚的增加而显著提高,因此对于厚度比较大的双层管,可以通过采用较大的支撑内压,提高附加轴向拉应力的方法避免起皱。模拟结果表明,随着外层管厚度增加,外层管弯曲时不易发生失稳起皱,同时弯管内侧轴向压应力绝对值降低。支撑内压越高,内外层界面贴合越紧密,内层管在承受轴向压应力时,其稳定性越高。     

内压对薄壁铝合金管材充液压弯过程的影响

采用实验和数值模拟研究5A02铝合金薄壁管材充液压弯成形过程中内压对缺陷的影响规律,分析内压对弯曲内侧起皱、截面畸变及壁厚分布的影响,获得壁厚变化规律;通过数值模拟给出的应力状态,揭示缺陷形成机制。结果表明:提高内压能降低轴向压应力的绝对值,减小失稳起皱趋势,当内压超过一个临界值时,皱纹完全消除。对于直径为63 mm、壁厚为1 mm的5A02-O铝合金管材,其内压临界值为2.8 MPa。充液有效地减小截面畸变程度,随内压的增大,截面畸变程度逐渐减小。弯曲后,壁厚最大减薄点位于弯曲外侧点,且随内压的增大,轴向和环向拉应力均呈增大趋势,弯曲外侧壁厚度减薄的趋势也增大。     

内压对薄壁管充液压弯时的影响

失稳起皱和截面畸变是薄壁管弯曲成形过程中的主要缺陷,通过数值模拟和实验的方法,研究了液压支承下管材的弯曲变形行为,进行了从无内压到内压为18MPa的管材充液弯曲成形,分析了充液弯曲成形过程中的内压值对成形的影响,给出了成形后的不圆度和典型点壁厚减薄率的变化规律,结果显示,随着充液压力的增加,管材的截面不圆度逐渐减小,管材内侧壁厚增厚趋势减小,外侧壁厚减薄趋势增大。并根据模拟结果给出了成形后的典型点的应力状态。     

AA6061管锥形模轴压失稳起皱过程建模仿真

管轴压成形省力、高效,但极易发生失稳起皱。通过试验与正交数值模拟相结合,对AA6061铝合金管在锥形模上的轴压失稳起皱进行了研究。在建模过程中建立了AA6061铝合金管材的本构关系,解决了建模过程中的动态加载、求解控制等关键问题,建立并验证了管轴压失稳起皱的有限元模型。通过有限元模拟与试验相结合,分析了模具半锥角对管轴压失稳起皱过程的影响。结果发现,模具半锥角对管轴压失稳过程中的变形方式及位置、管壁应力状态、临界失稳力等均产生重要影响。     

铝合金异形件充液成形失稳控制策略

对2024-O铝合金异形件的充液成形过程进行研究,讨论充液成形过程中可能出现的失稳形式,通过数值模拟与实验分析液室压力和压边间隙对充液成形的影响,优化工艺参数,提出了控制失稳的措施。结果表明,长边法兰起皱和短边侧壁断裂是成形的主要失效形式,采用合理的压边间隙、液室压力加载路径,可以有效控制法兰起皱和侧壁破裂,实验结果与数值模拟符合较好。     

5A02铝合金矩形管充液剪切弯曲成形(英文)

为了解决传统弯曲方法无法整体成形铝合金小弯曲半径矩形管的难题,提出了一种充液剪切弯曲成形方法。通过数值模拟和实验方法研究成形过程中内压、补料比和模具弯曲内侧圆角对成形缺陷的影响。结果表明:在不同工艺参数下,分别出现起皱、开裂、凹陷和堆积4种缺陷。内压在0.2σs至0.9σs以及补料比在1.0至1.1的区间内,都可以顺利成形剪切弯曲管件。通过控制内压、轴向进给和横向行程,充液剪切弯曲成形方法可用于制造铝合金小弯曲半径矩形管。并且存在一个合理的内压和补料比成形窗口,在此窗口内,管材可顺利成形。     

大径厚比非对称5083铝合金弯管充液弯曲成形

针对大尺寸大径厚比非对称铝合金薄壁弯管弯曲成形过程中的起皱难题,提出了两端仅压板约束、两端固定约束、两端采用封头3种充液弯曲成形方案,通过有限元数值模拟分析了管件的起皱缺陷、壁厚分布以及应力状态,并进行了实验验证。研究表明:采用两端仅压板约束时,压板与管材之间的摩擦力提供的管材轴向拉应力较小,只有当充液内压大于3.6 MPa时,才能消除起皱缺陷;采用两端固定约束和两端封头时,可在较低充液内压下成形出合格的大径厚比非对称的铝合金弯管件,其原因为:轴向约束与封头均会使管坯内产生轴向拉应力,其平衡了弯曲过程中产生的内侧轴向压应力,从而避免了起皱缺陷的产生。     

双壁间隙组合管整体弯曲成形特征分析

采用三维有限元模拟方法,分析双壁间隙组合管整体弯曲成形过程的应力和应变分布、壁厚分布及各组件间的接触,揭示弯曲过程的成形特征。结果显示:相比于单层管,双层管中内层管的等效应变相差不大,但外层管显著增大,说明更容易产生开裂,缺陷控制难度增大;内、外层管的中间填充物,在弯曲过程中与内、外层管之间有相对位移,产生摩擦力,且与外层管之间的摩擦力和弯曲方向相反,导致壁厚减薄量增加,壁厚分布不均匀。通过对实际试验件的壁厚进行测量,验证了有限元模拟结果与试验结果的规律一致,有限元模拟过程对物理试验具有有效的指导作用。     

管端约束对薄壁铝合金管材充液弯曲的影响(英文)

对薄壁铝合金管材的充液弯曲进行数值模拟与实验研究;讨论内压与管端约束对成形结果的影响;分析在管端约束的情况下充液弯曲过程中管材典型点的应力状态。结果表明:在充液内压较高的情况下,管材内侧的起皱现象得到减轻;但是,当内压超过管材发生塑性变形的内压时,管材会在弯曲合模过程中被挤出型腔。由于管端约束而产生的拉应力抵消了弯曲过程中内侧的压应力,管端约束情况下弯曲质量更好。     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

钢材打捆机控制系统智能化技术的研究

钢材打捆机是一种用于轧钢精整工艺的新型自动化设备，其控制系统基于SiemensS7 PLC和TP7触摸屏。系统的智能化技术主要包括：液压高低压自动控制、在线监视、离线故障检测、多台设备协同工作、可视化人机交互技术。本文描述了这些技术的原理与实现方法。     

Ab-initio calculation of enthalpies of formation of intermetallic compounds and enthalpies of mixing of solid solutions

A large number of ab-initio calculations of energies of formation of intermetallic compounds have been performed in the last 15 years. The currently used methods are listed. The paper presents a review of the aluminium based compounds which have been studied. Comparisons of calculated and experimental enthalpies of formation are provided for aluminim-3d and-4d transition metal alloys at equiatomic composition. The modelling of the enthalpies of mixing of solid solutions based on a given lattice is described.     

Features of formation of the structure in production of blanks of disks of heat-resistant nickel alloys

Conclusions To provide a high level of mechanical properties in wrought blanks of cast ÉP741NP and ÉP962 alloys it is necessary to form controlled structures. A necklace-type structure formed in homogenizing isostatic treatment, subsequent thermomechanical working including alternation of the operations of deformation in the (+)-area and recrystallization anneals, and final heat treatment is preferable. The temperature conditions of all stages of thermomechanical working are strictly controlled, especially the final operation of deformation and heating for hardening. To eliminate hardening cracks and distortions it is necessary to use molten salts at t=600°C as quenchants. The use of multiple production operations makes it possible to significantly reduce the structural inhomogeneity related to inhertance of the original dendritic structure. However, the structure of the final semifinished product is nevertheless characterized by a difference in occurrence of the processes of polygonization and recrystallization between the former dendritic cells and the interdendritic spaces in deformation and heat treatment.To obtain structurally homogeneous blanks for gas turbine engine parts it is necessary to use basically new methods of remelting such as vacuum double electrode remelting and electron beam remelting with an intermediate vessel.Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 12, pp. 25–29, December, 1991.