基于PSO-BP模型的5083铝合金力学性能预测

为准确预测5083铝合金热力学参数与其流变应力之间的关系,基于PSO优化BP神经网络方法提出了PSO-BP铝合金性能预测模型,并对BP模型和PSO-BP模型预测结果进行了对比与分析。结果表明:PSO-BP模型预测值与试验值的吻合度高于BP模型,更能准确地反映铝合金在不同工艺条件下流变应力的变化规律; PSO-BP预测模型具有更快的收敛速度,达到BP预测模型的10倍以上;与传统BP模型相比,PSO-BP模型预测值的平均相对误差不到BP模型的50%,在低温和高温时更明显,且4种应变速率下其预测值与试验值的线性回归决定系数更接近于1,证明了PSO-BP模型对5083铝合金力学性能具有更高的预测精度。     

基于应变影响的7A09铝合金等温压缩流动应力模型

在Gleeble-1500型热模拟压缩机上研究7A09铝合金在温度为633~733 K、应变速率为0.01～10.0s-1、最大变形程度为60%条件下的高温流动行为;基于7A09铝合金高温压缩时的流动应力特征,建立反映应变影响的7A09铝合金流动应力模型.结果表明:随着变形温度的升高和应变速率的降低,合金的流动应力显著降低;当应变超过一定值后,随着应变的增加,高、低应变速率下合金的流动应力变化趋势不同;建立的流动应力模型的计算值与实验值之间的最大误差为7.77%,平均误差为2.69%;与不考虑应变影响的流动应力模型相比,该模型的拟合精度高,能较好地描述7A09铝合金高温变形过程中的流动行为,为铝合金高温变形过程的数值模拟奠定了较好的基础.     

2024A铝合金高温流变行为及本构关系研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机对2024A铝合金进行等温热轧,对其高温流变行为进行了研究。通过试验获得2024A铝合金在温度为300~450℃、应变速率为0.01~10s-1时的真应力-真应变曲线。结果表明,2024A铝合金的流变应力与温度、应变速率和变形量之间呈非线性关系,流变应力随着应变速率增大而升高,随着变形温度的升高而降低。基于试验数据,分别建立考虑应变补偿的Arrhenius和修正的Johnson-Cook(M-JC)本构模型,引入统计学方法对模型精度进行量化评估:Arrhenius模型的平均相对误差和均方根误差分别为5.02%和5.88MPa,M-JC模型的平均相对误差和均方根误差分别为3.72%和5.27MPa,可见M-JC模型预测精度优于Arrhenius模型,说明M-JC模型能更为准确地描述2024A铝合金的高温轧制过程中的流变行为。     

变质处理对ZL205合金高温变形行为的影响

采用Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_5非晶合金孕育剂对ZL205合金进行了变质处理,研究了未变质和变质ZL205合金在不同温度和应变速率时的高温力学性能,探讨了变质处理对ZL205合金高温变形机制的影响。结果表明,变质ZL205合金的应力和断裂应变都有提高;随着变形温度的升高,ZL205合金的应力敏感性呈现逐渐增加的趋势,且变质ZL205合金的应力敏感性要高于未变质的。ZL205合金的高温变形机制为位错攀移机制;变质ZL205合金在不同的温度和应变速率下的纳米级析出相的数量更多、尺寸更小,分布也更加均匀,且相同变形温度下变质ZL205合金的热变形激活能都要高于未变质的。     

应变速率及温度对等径通道挤压2A12铝合金力学性能的影响（英文）

通过分离式霍普金森杆技术研究温度与应变速率对不同道次等径通道挤压2A12铝合金单轴压缩性能的影响,及不同晶粒尺寸下的应变速率敏感性与温度敏感性。结果表明:2A12铝合金的流动应力随着温度的升高下降,随应变速率的上升而提高;在较低温度或较高应变速率的条件下,材料表现出更为明显的应变硬化效果;随着晶粒尺寸的减小,合金应变速率敏感性上升,应变硬化能力急剧降低;细晶铝合金的温度敏感性高于粗晶铝合金;利用Johnson-Cook及Cowper-Symonds本构模型对真实应力应变曲线进行了拟合,所得结果吻合程度较好。     

基于BP神经网络的Ti3Al基合金本构关系模型的建立

应用THERMECMASTER-Z型热模拟试验机对Ti3Al基合金进行等温恒应变速率压缩试验,在变形温度为950～1350℃、应变速率为0.001～10s-1、最大真应变为1.2下获得流动应力数据。采用流动应力数据,并基于BP神经网络方法,建立了该合金的高温本构关系模型。结果表明,BP神经网络建立的高温本构关系模型具有很高的预测精度,可用于指导Ti3Al基合金热变形过程的有限元模拟和热加工工艺的制定,为本构关系模型的建立提供了一种准确有效的方法。     

基于修正Voce模型的2A12铝合金流动应力模型

在温度20～175℃、应变速率0.01～1 s~(-1)、变形量为50%条件下,采用Gleeble-1500 D热模拟试验机对2A12铝合金进行了压缩实验。结果表明:2A12铝合金在该变形条件下有明显软化效应,同一应变速率下,温度由20℃升高到175℃,材料峰值应力平均降低了60 MPa。采用考虑软化系数的Voce模型建立了2A12铝合金的流动应力模型,模拟得到的流动应力值与实验值的相关系数达到0.99。基于构建的流动应力模型,采用有限元模拟软件DEFORM-3D对2A12铝合金试样在温度为20℃、应变速率为0.1 s~(-1)的条件下进行了压缩模拟。通过对比相同变形条件下的实验与有限元模拟得到的行程载荷曲线,平均相对误差为4.78%,验证了所构建的流动应力模型的准确性,为2A12铝合金冷变形加工工艺的制定提供了理论依据。     

2519A铝合金的动态力学性能及本构关系

为研究应变速率及温度对2519A铝合金流变应力的影响,对2519A铝合金进行动态力学性能测试及准静态拉伸实验,结合光学显微镜及透射显微电镜分析应变速率及温度对微观组织演化的影响。研究结果表明：2519A铝合金具有应变速率效应及温度敏感性。采用变量分离与非线性拟合方法对准静态及霍普金森压杆（SHPB）实验数据进行拟合,得到2519A铝合金的Johnson-Cook本构模型参数,曲线拟合与实验结果吻合较好,为力学性能的研究及抗弹性能有限元分析提供了参考。     

基于修正J-C和BP神经网络模型的超细晶纯钛动态本构行为

为研究超细晶纯钛在高温、高应变速率加载下的复杂力学行为,建立能够准确描述其动态力学行为的模型,对超细晶纯钛在温度为300~450 ℃,应变速率为2000~3000 s-1下进行了动态冲击实验,获得真应力-真应变曲线。结果表明：在所研究的条件下,真应力-真应变曲线均表现为明显的“双应力峰”特征,晶界处的位错湮灭、重新排列及后续绝热剪切带的形成是两次应力减小的主要因素,流动应力均表现出正应变速率敏感性和负温度敏感性。综合考虑应变硬化、应变速率硬化和热软化效应,提出一种修正J-C本构模型和BP人工神经网络模型,并对两种模型进行了准确性分析。结果表明BP人工神经网络模型能够更好地预测超细晶纯钛的动态力学行为,相关系数可达0.97065,平均相对误差仅为4.63%。     

基于BP神经网络的Ti2448合金高温变形研究

利用Gleeble 3500热模拟试验机,对Ti2248合金的试样进行压缩试验,获得了不同变形温度、应变速率和真应变下的流动应力数据.根据实验数据和神经网络理论,建立BP神经网络.结果表明,该BP神经网络模型具有很高预测精度,误差均在5％以内,可很好预测Ti2448合金在高温变形过程中不同参数对流变应力的影响.