锡青铜筒形件变薄拉深速度对成形质量的影响

采用Simufact仿真软件,以仿真完成后成形件的等效塑性应变与等效应力作为评价标准,研究了变薄拉深速度对锡青铜筒形件力学性能的影响。以成形件的抗拉强度、伸长率与变形力为性能指标,对仿真结果进行间接验证。结果表明,随着变薄拉深速度的增大,锡青铜筒形件的等效塑性应变与等效应力皆呈现先减少后增大的趋势,当拉深速度为15mm/s时,整个加工过程的变形力最小,成形件的等效塑性应变与等效应力最小,抗拉强度最低,伸长率最大。     

热辊轧制AZ31镁合金带材过程变形规律研究

本文利用有限元软件DEFORM分析了初始厚度、轧辊温度、压下率及轧制速度对热辊轧制AZ31镁合金冷带材过程接触压力、速度、等效应力、等效应变及等效应变速率分布规律。结果表明：热辊对轧件起到了显著加热作用,轧件温度明显升高,表面与心部温差先增加后减小。接触压力在刚端与塑性交界面急剧增加然后降低,进入塑性变形区再次增加至前滑区降低,从入口端到出口端速度和等效应变呈近似S型增加,等效应力和等效应变速率整体变化趋势是先增加后降低。稳态轧制力随初始厚度、压下率和轧辊温度变化呈近似线性变化,随轧制速度增加呈指数增加。初始厚度增加加大了表面和心部变形速度差及等效应变和应变速率的不均匀分布。相比压下率较小时的压缩变形,随着压下率增加剪切变形量增大,且轧辊热量更易传递至心部,变形更均匀。当轧制速度较大时,表面和心部等效应力、等效应变与等效应变速率差值显著增加,不利于均匀性变形。     

AZ31镁合金电池筒反挤压成形模拟与试验验证

用有限元模拟软件Deform-3D对5号AZ31镁合金电池筒反挤压成形过程进行仿真模拟,完成了模具的设计,分析了挤压坯料温度与挤压速度对反挤压成形过程的影响,探讨了电池筒损伤极值、等效应变极值、等效应力极值以及模具温度场中最高温度的变化。结果表明,在相同挤压速度下(145 mm/s),随着挤压坯料温度的升高,电池筒的损伤极值不断增大,等效应变极值先下降后上升,等效应力极值不断下降,模具温度场中最高温度不断升高,并在60℃的挤压坯料温度下,损伤极值最低。在相同挤压温度下,随着冲模挤压速度的升高,损伤极值先增大后减小,等效应变极值不断降低,等效应力极值不断增大,最高温度不断增大,在145 mm/s的挤压速度下,损伤极值最小值。选取不同挤压坯料温度与挤压速度进行正交试验,获得最优的工艺参数,并以此参数进行反挤压试验,获得组织较均匀的5号AZ31镁合金电池筒。     

AZ80镁合金深孔筒形件数值模拟及试验研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机得到AZ80镁合金的流动应力-应变曲线,根据应力-应变曲线求得材料热变形的材料常数,基于刚塑性有限元法,对AZ80镁合金的反挤压过程进行数值模拟。分析挤压过程中的载荷-行程曲线以及坯料内部的等效应力、等效应变分布,并就挤压温度和挤压速度对反挤压过程的影响进行分析。根据模拟结果对筒形件进行反挤压试验,分析成形件的显微组织及力学性能。模拟结果表明,镁合金深孔筒形件的最佳反挤压温度为360℃,反挤压速度为5 mm·s-1。采用此工艺制备的筒形件表面质量良好,组织得到明显细化,且其抗拉强度、屈服强度与伸长率分别为324 MPa,216 MPa和11%。     

基于DEFORM-3D的7075铝合金筒型件半固态成形有限元模拟及试验验证

使用三维模拟软件DEFORM-3D,模拟了7075铝合金深腔筒型件的半固态成形过程,分析了坯料温度、模具温度及加载速度对筒型件成形过程的影响。结果表明,提高模具温度和坯料温度,能显著降低坯料的变形抗力;提高模具温度和加载速度可以减少热量损失,提高半固态坯料的充型能力。最优工艺参数为：坯料温度610℃,模具温度350～400℃,加载速度15mm/s,此时,材料最大等效应力值为69.9MPa。通过试验验证表明,在模拟参数下进行半固态成形,筒型件外形完整,表面品质高,组织致密,无成形缺陷。     

高温合金IN690管材挤压成形数值模拟

采用有限元软件对高温合金Incone1690 (IN690)高温高速热挤压工艺进行了数值分析,获得了不同工艺条件下变形材料内部的温度场、应变场、应力场、挤压力的变化规律.结果表明,随着挤压速度增加,变形的不均匀性增大,坯料的温度升高明显;随着变形温度升高,最大等效应力明显减小,其分布也趋于均匀化,使塑性提高.挤压力随着挤压速度的增大呈先减小后增大的趋势,随着挤压温度的增大而减小.数值模拟结果与试验结果的相对误差小于7.3％.IN690合金合理的挤压工艺参数是挤压速度为110～120mm/s,挤压温度为1 200℃.     

Al—Li合金高温扭转变形行为

在Ｇｌｅｅｂｌｅ２０００热模拟机上对一种２０１９Ａｌ－Ｌｉ合金进行高温扭转试验,研究了合金扭转时的等效应力－应变关系和扭转变形组织特征,研究结果表明：合金表现出与压缩变形类似的稳态流变特征,扭转等效应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小;其变形过程属于受位错速率机制控制的热激活过程,等效应力、等效应变速率和温度之间基本上满足以曲正弦函数关系,扭转等效应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小。     

6063铝合金半固态反挤压数值模拟

对采用近液相线半连续铸造方法制备的6063铝合金半固态坯料进行了热模拟压缩试验。根据试验获得的不同温度与应变速率下的应力-应变曲线,采用有限元软件DEFORM-3D对温度为615～625℃、应变速率为0.1～5.0s-1、最大变形程度为60%条件下的半固态铝合金反挤压成形过程进行了数值模拟。研究了变形程度、变形温度、凸模速度、摩擦因数对成形过程的影响,并对变形工艺参数进行了优化。结果表明,随着变形程度增大,处于大变形区内的材料流动速度与方向变化明显,小变形区也逐渐参与变形,变形的不均匀性更加明显。随凸模速度的增大,坯料流动速度加快,整个变形的不均匀程度加剧,对成形不利。随着变形温度的升高,处于大变形区内的材料等效应变明显增大,而材料各点的等效应力均有所减小。摩擦条件对材料变形的影响不显著。     

基于DEFORM 3D的热锻工艺参数对连杆成形的影响分析

运用DEFORM 3D软件对汽车发动机连杆热锻成形进行了数值模拟,研究了不同始锻温度、模具预热温度、模具速度及摩擦系数对连杆热锻成形的载荷、等效应力及金属流动特性的影响。结果表明:随着始锻温度增加,热锻连杆最大成形载荷逐渐减小,最大等效应力减小,而最小等效应力和金属最大流动速度增加。模具预热温度越高,最大成形载荷越小。随着模具运动速度增加,热锻连杆最大等效应力先减小后增加,而最小等效应力则先增加后减小,金属最大流动速度逐渐增加。随着摩擦系数增加,热锻连杆最大等效应力逐渐增加,而最小等效应力基本不变,金属最大流动速度逐渐减小。     

TC4钛合金热电池筒等温挤压数值模拟研究

为了能够在实际生产中提高材料利用率和生产效率,借助DEFORM-3D有限元法模拟了TC4钛合金热电池筒等温挤压成形过程,分析了不同的挤压速度对变形材料等效应力,应变分布的影响。结果表明:挤压速度为3mm/s时,等效应变数值较小,热电池筒变形相对均匀。     

不同温度下AZ31镁合金等通道转角挤压工艺模拟分析

采用Deform-3D有限元软件,在挤压温度为250~400℃条件下,对AZ31镁合金等径角挤压工艺进行了数值模拟,主要分析塑形成型过程中的挤压载荷、等效应力和等效应变的变化规律。结果表明,AZ31镁合金塑形成型过程中挤压载荷分为3个阶段:无明显变形阶段、快速增长阶段和稳定变形阶段。挤压载荷随着挤压温度的增加显著下降,试样的等效应力分布不均,模具转角处等效应力较大,存在应力集中现象,等效应变逐渐增加,在转角剪切区最大。试样经过ECAP变形后,心部等效应变大,从内向外应变呈减小的趋势,试样上部等效应变较大,下部等效应变相对较小,组织均匀性较好。     

基于Qform的波浪轴楔横轧成形有限元仿真

分析了某型波浪轴楔横轧成形原理及工艺,运用有限元软件Qform建立了其仿真模型,对其在楔横轧成形过程中的温度、等效应力、等效应变、变形量等进行了仿真分析。结果表明:波浪轴在楔横轧成形过程中的等效应力、等效应变最大值主要分布在横轧部位及其中间压轧部位,且其变化趋势基本一致;毛坯变形量沿着毛坯轴中心向两端先增加后减小。     

基于响应曲面法的连杆衬套温挤压工艺参数优化

温挤压工艺参数影响连杆衬套预成形件的力学性能。为了在连杆衬套温挤压过程中获得较小的挤压力、等效应力和较大的等效应变,本文采用Design-Expert中的Box-Behnken中心组合的方法,以连杆衬套预成形件的挤压力、等效应变、等效应力为评价指标,通过响应曲面法进行数值分析和优化,探究摩擦因数、挤压速度、毛坯预热温度三个主要参数对连杆衬套温挤性能的影响。结果表明:影响连杆衬套温挤压力的顺序为:挤压速度摩擦因数毛坯预热温度;影响等效应变的顺序是:摩擦因数毛坯预热温度挤压速度;影响等效应力的顺序是:挤压速度毛坯预热温度摩擦因数。优化的工艺参数可以保证连杆衬套性能。     

水槽深度对板坯结晶器热/力行为的影响

基于某钢厂的板坯连铸机具体参数,建立了三维热弹塑性有限元模型,得到了不同水槽深度下铜板的温度、变形量和等效应力应变的分布状态。结果表明：水槽深度增加,热面温度随之减小,热面等效应力随之增大,热应变和塑性应变随之减小,热面变形随之降低。结晶器的水槽深度对结晶器热变形影响较大,当水槽深度增加4 mm,热面最大变形量减小约0.05 mm。     

基于Simufact变薄拉伸锡青铜滑动轴承的应力应变分析

在相同减薄率下,基于Simufact软件对QSn7-0.2锡青铜滑动轴承(同一毛坯)分别进行1次变薄拉伸成形与3次连续变薄拉伸成形的数值模拟,以变薄拉伸后滑动轴承成形件沿壁厚方向的等效塑性应变与等效应力为评价指标,选取最佳成形工艺。结果发现,3次连续变薄拉伸的等效塑性应变与等效应力皆大于1次变薄拉伸;且1次变薄拉伸在壁厚方向上的应力、应变变化较小;沿壁厚方向由外至内,变薄拉伸的等效塑性应变呈逐渐减小的趋势,等效应力则是先减小后增大。     

AZ80镁合金热模拟压缩变形的实验研究

采用Gleeble-1500D热模拟实验机,对AZ80镁合金在250℃～450℃之间,应变速率为0.001s-1、0.01s-1、0.1s-1、1s-1、5s-1进行热模拟压缩变形,对试样宏观形貌与变形温度和应变速率进行了分析,分析了流变应力与应变速度和温度的关系,结果表明:AZ80镁合金的压缩热变形属于动态再结晶型,镁合金的变形抗力随着变形温度的上升而减小,塑性随着变形温度的增加而有所提高。随变形温度的升高和应变速率的减小,流变应力峰值向应变减小的方向移动,同一变形速率下,变形温度越高所对应的应力值越低。     

整体加热减少薄板焊件失稳变形试验研究

对利用整体加热减少薄板焊件失稳变形的可行性进行了试验研究.结果表明,不借助夹具,该方法也能减少焊接失稳变形.整体加热减小焊接失稳变形的效果因焊件焊接方法的不同存在差异.焊件上的纵向等效压应力和板件的失稳临界应力会随温度的升高而减小,前者的减小速度大于后者是薄板焊件失稳变形得到改善的原因.     

基于DEFORM 2D的纯铜管热挤压过程的数值模拟

通过二维建模软件建立管材立式挤压模型,采用DEFORM2D大型有限元数值模拟软件进行纯铜管热挤压过程的数值模拟,获得了不同挤压速度下变形材料内部的温度场、应力场、应变场及应变速率场的变化规律。分析结果表明,随着挤压速度的提高,变形材料内部的温升和等效应变速率明显提高;等效应力是先提高,而在高速挤压时又下降;等效应变则无明显变化。     

基于Simufact的螺旋棒压缩成形数值仿真

针对螺旋棒外形复杂、成形难等,分析了6061铝合金细长棒压缩成形原理,运用Simufact建立了压缩成形数值仿真模型,对不同加热温度、压缩速度下螺旋棒的等效应力及等效应变和不同成形阶段它们的分布进行了仿真分析。结果表明,随着加热温度增加,等效应力及等效应变都逐渐减小;随着压缩速度增加,等效应力及等效应变都逐渐增加;在铝合金螺旋棒不同压缩成形阶段,等效应力及等效应变分布位置不同。     

6061铝合金热变形行为及动态再结晶研究

通过Gleeble-3500热压缩模拟试验机对6061铝合金进行热压缩实验,借助金相显微镜和透射电子显微镜研究合金在变形温度为340℃?490℃,应变速率为0.001s-1?1s-1条件下热变形和动态再结晶行为。结果表明：合金的动态再结晶行为对变形温度和应变速率十分敏感,温度的升高和应变速率的减小都会促进动态再结晶的发生。基于峰值应力建立了合金热变形本构方程,计算得出热变形激活能为235.155kJ·mol-1。采用加工硬化率-流变应力曲线确定了合金热变形过程中的临界应力（应变）和峰值应力（应变）与Z参数的关系模型。随着温度的升高和应变速率的减小,DRX临界应力(应变)和峰值应力(应变)而减小。依据Avrami方程建立了合金动态再结晶体积分数模型,动态再结晶体积分数随应变的增加,呈现先缓慢增加后迅速增加再缓慢增加的特征,所建模型能够较为准确的预测该合金的动态再结晶行为。