钛合金环形管成形模具参数优化

在MSC/Superform有限元模拟软件和弹塑性有限元理论的基础上,建立了钛合金环形管成形过程的计算机模拟系统.选取阿基米德螺旋线为牛角芯模中心线设计模具,采用中频感应加热方法,对阿基米德常数、扩径比、弯曲角度等模具参数进行优化模拟.分析可得:(1)阿基米德螺线系数的合理选取能够保证获得较好的壁厚均匀性,模拟得到本工艺较佳系数为1.0;(2)扩径比太大,容易出现起皱、减薄等缺陷;扩径比偏小,腹部增厚、壁厚均匀性降低,本工艺合适的扩径比为1.33;(3)弯曲角度太小,弯管成形过程变形剧烈,成形后弯管的力学性能等不能较好满足要求;弯曲角度太大,变形过程平稳,但随着推制阻力的增大导致推制困难,本工艺较佳弯曲角度为40o.通过正交试验方法验证得到:在上述参数条件下可以获得壁厚均匀、耐高压、等强度的钛合金环形管.     

圆管扩径过程的变形分析

根据塑性流动理论,推导了圆管扩径过程厚向压变形与环向拉变形之比η的计算方法。进行了圆管扩径试验,按实测的扩径力反算了接触面的摩擦系数。提出了一种采用平均扩径系数,避免数值积分方法的η值工程算法。试验和计算结果表明,η值随扩径系数增大而减小;随顶锥锥角增大而增大。厚环向变形比的计算值和测量值符合较好。两种计算方法的结果相当一致。     

无缝钢管张力减径张力系数的理论计算与分析

通过推导钢管张力减径塑性方程,提出了表征钢管张力减径时纵向、径向和切向变形的指标,计算和分析了张力系数对张力减径变形的影响特点,并定量分析了临界张力系数的特点。分析结果表明:增大张力系数有利于促进钢管的纵向延伸变形和减壁变形,不利于减径变形;在3个方向的变形中,张力系数对壁厚变化的影响最为明显;钢管张力减径时,临界张力系数的大小只受钢管径壁比的影响,径壁比越大,临界张力系数越大;理论计算的临界张力系数的范围为0.35~0.50,任何情况下临界张力系数小于0.50。通过生产应用实例证实,根据钢管径壁比选择张力系数具有实用性和有效性。     

基于虚拟正交试验的热推弯管工艺参数优化设计

文章对热推弯管成形过程进行数值模拟,选取不同参数和水平进行正交试验设计,将管壁厚度和均匀性量化为壁厚的均值和方差,并基于该两项指标分析试验结果,得出牛角芯模的弯曲角度、扩径比、起始弯曲半径、推制速度、工模间摩擦系数对工艺的影响显著性和规律性,并获得较优的工艺参数值。验证实验结果表明,模拟及正交试验优化结果准确有效,推制管件达到壁厚减薄率和均匀性要求。     

铝管锥形模机械扩径变形区壁厚分布规律

研究了管材锥形模机械扩径变形区应力分布的特点,根据应力-应变关系,分析了变形区壁厚可能存在的分布规律,通过求解变形区应力分布,根据全量理论和体积不变原则,提出了变形区壁厚分布的解析式,基于该公式,分析了扩径系数和摩擦系数对壁厚分布的影响,结果表明,扩径系数较小时,摩擦系数对壁厚分布影响较小,变形区壁厚均减薄;当扩径系数较大时,变形区存在壁厚分界面,分界面之前(靠近模具前端)壁厚增厚,分界面之后壁厚减薄,并且摩擦系数越大,分界面半径越大。进一步数值模拟证明,该壁厚分布公式正确。     

圆管扩径力的解析

采用主应力法推导圆管扩径时扩径力的解析式.计算结果表明扩径力随扩径系数ψ或组合参数B的增大而增大.进行扩径实验并实测了扩径力;根据部分扩径力实测参数反算了相应的摩擦系数;并采用解析式和平均摩擦系数预报了不同顶锥锥角时的扩径力.当顶锥锥角较小时,扩径力计算值与实测值符合较好.     

中频感应加热顶推式热扩管工艺分析

简述3种热扩管工艺的特点、优势;分析中频感应加热顶推式热扩管工艺参数对扩管变形的影响,并指出扩管时应注意的问题。分析认为:中频感应加热顶推式热扩管工艺虽然对整支管坯非同时进行整体加热,但与整体加热扩管工艺相比,加热方式对扩管变形没有明显影响;应加强管坯质量和变形区管坯温度的控制,选择合理变形参数,扩制后进行整体热处理,并加强成品钢管的质量检验。     

界面换热系数对淬火过程变形模拟影响的敏感性分析

对316不锈钢C型环和纵切圆柱2种试样在水冷淬火过程中发生的热处理变形进行了计算机模拟和实验研究.结果表明:温度场的精确测量对综合界面换热系数的逆运算结果具有重要影响,并进一步影响热处理变形的模拟预测.采用低采集频率数据逆运算得到的界面换热系数,在温度变化剧烈的高温阶段偏低,致使变形模拟结果严重失真.采用高采集频率逆运算得到的界面换热系数,C型环和纵切圆柱试样变形的模拟结果均与实验结果吻合较好.高温阶段界面换热系数对材料的屈服行为的计算结果影响很大,是影响变形结果的主要原因.较大的界面换热系数将使材料在较高温度时即进入屈服状态,并且处于屈服状态的温度范围也较大,更容易发生塑性变形以及引发刚性运动.淬火变形的模拟结果对高温段界面换热系数的变化较为敏感,而对低温段的变化不敏感.     

热推弯头生产(续一)

<正> 3 热推弯头生产工艺热推弯头是将预先切好的管段穿在牛角芯头上,将其加热至奥氏体区,通过管段后部施加的推力使管段受到偏心扩径和弯曲变形,加工成直径扩大、壁厚不变的弯头。 3.1 热推弯头的工艺流程热推弯头的工艺流程如图4所示。     

界面换热系数对淬火过程变形模拟的影响

对马氏体不锈钢纵切圆柱水冷淬火过程中发生的热处理变形进行了计算机模拟和实验研究.研究结果表明,界面换热系数对变形模拟结果具有重要影响.采用文献的界面换热系数,纵切圆柱变形趋势的模拟结果与实验结果完全相反.而采用实测的界面换热系数,变形趋势吻合良好.不同的界面换热系数对材料的屈服行为计算影响很大,较大的界面换热系数加剧了纵切圆柱不同部位的冷速差异,导致工件在组织应力作用下更容易发生塑性变形,是影响最终变形结果的主要原因.     

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.