TC4合金空心构件等温成形过程的数值模拟

利用刚粘塑性有限元法,对TC4合金空心构件等温成形过程进行了数值模拟.获得了不同变形条件对变形区等效应变、等效应力和温升的影响.结果表明:变形温度和上模速度对构件的等效应力、温升和载荷的影响显著;摩擦因子对构件的等效应力、温升和载荷的影响较小.     

TC21钛合金深筒件锻造成形过程数值模拟

采用有限元数值模拟,研究了变形速度、变形温度对TC21钛合金锻造过程中筒内各特征点的温度、等效应变与等效应力的影响。结果表明,随着变形速度及变形温度的提高,深筒件内部的等效应变先增加后减小,而等效应力总体呈现先减小、后大幅提高的趋势;当采用变形温度为945℃、变形速度为10 mm/s的工艺参数时,深筒件的可锻性能最佳。     

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。     

铜铝复合接触线连续挤压包覆过程的数值模拟

利用DEFORM有限元软件对铜铝复合接触线连续挤压包覆成形过程进行了数值模拟,研究了挤压过程中金属的流动规律及等效应力、等效应变和温度分布规律。结果表明,铝合金在流动过程中主要发生镦粗变形,该过程产生的变形热引起铝合金的温度升高。应变主要集中在堵头、靴座通道及模具型腔中,且在模口处易产生应力集中。复合变形区长度过短会导致铜铝界面结合变差,过长会阻碍铜铝包覆产品顺利出模。当变形区长度为3. 5～5 mm时,既保证了包覆产品的结合质量又能使产品顺利出模。最后采用试验验证了模拟结果的准确性。     

5052铝合金板材热轧过程塑性变形及应力分布的三维热力耦合模拟

对5052铝合金板材热轧过程进行了三维热力耦合模拟,综合考虑热轧过程中轧制速度、变形温度、道次压下量和摩擦系数等因素对热轧过程中轧件变形区内塑性变形和应力分布的影响,建立了多参数的热力耦合热轧模型。结果表明,在轧件变形区内,因加工硬化与动态软化的综合作用,其流变应力呈典型的动态再结晶特征。在变形区内轧件表面因金属流动剧烈,其等效塑性应变和应变速率远远大于轧件心部,塑性变形显著。轧制速度是轧件温度场分布最重要的影响因素之一,轧制速度越大,轧件的温升就越高;而温度是影响等效应力大小的主要因素,温度升高和应变速率降低都使得流变应力降低。     

铜包铝复合线拉拔工艺的数值模拟

运用Deform-3D有限元分析软件对铜包铝复合线拉拔过程进行数值模拟,获得了拉拔过程中的轴向应力、径向应力及等效应变等的分布,分析了影响铜包铝复合界面强度、拉拔模具弹性变形及使用寿命的关键因素。这对在拉拔实际生产中提高铜包铝复合线材的质量、延长模具寿命具有一定的指导意义。     

新型铝锂合金温热拟静态拉伸实验及其流变应力的预测计算

采用UTM5000电子万能拉伸试验机,在变形温度573～648 K和应变速率0.001～0.1 s~(-1)条件下对2060-T8铝锂合金进行等温恒应变速率拉伸试验,得到其在变形过程中的真应力-真应变曲线,建立了基于应变补偿和修正项的温热变形本构方程。通过扫描电子显微镜(SEM)分析拉伸断口,对2060-T8铝锂合金的温热变形行为进行研究。结果表明:2060-T8铝锂合金对变形温度和应变速率具有较高的敏感性,流变应力曲线呈现出应变硬化和流变软化的特征,随着变形温度的升高和应变速率的降低,稳态流变特征逐渐消失,其在温热变形条件下的断裂形式为韧性断裂。修正的本构模型与实验值吻合度较高,可以为2060-T8铝锂合金温热变形的有限元模拟提供前提条件。     

冷加工316L不锈钢裂尖力学分析

为了研究冷加工对316L不锈钢裂尖力学特性的影响,采用有限元模拟分析了单轴拉伸和冷轧-拉伸不锈钢应力腐蚀裂尖应力-应变状态。结果表明:随着拉伸变形量的增加,单轴拉伸和冷轧-拉伸裂尖Mises应力、等效塑性应变、拉伸应力和拉伸应变均有不同程度的增大。预冷轧改变了316 L钢的力学参量,因而影响了裂尖应力-应变状态,拉伸变形量相同时,冷轧-拉伸裂尖应力应变均不同程度地大于单轴拉伸裂尖应力、应变,但随着拉伸变形量的增加,冷轧-拉伸和单轴拉伸裂尖应力差逐渐减小,应变差有所增加。     

基于应变补偿和修正项的新型铝锂合金温热变形本构模型

采用UTM5000电子万能拉伸试验机,在变形温度573~648K和应变速率0.001~0.1s-1条件下对2060-T8铝锂合金进行等温恒应变速率拉伸试验,得到其在变形过程中的真应力-真应变曲线,建立了基于应变补偿和修正项的温热变形本构方程。通过扫描电子显微镜(SEM)分析拉伸断口,对2060-T8铝锂合金的温热变形行为进行研究。结果表明：2060-T8铝锂合金对变形温度和应变速率具有较高的敏感性,流变应力曲线呈现出应变硬化和流变软化的特征,随着变形温度的升高和应变速率的降低,稳态流变特征逐渐消失,其在温热变形条件下的断裂形式为韧性断裂。修正的本构模型与实验值吻合度较高,可以为2060-T8铝锂合金温热变形的有限元模拟提供前提条件。     

7075铝合金室温等通道转角拉伸模拟与试验

采用有限元软件Deform-3D对7075铝合金室温等通道转角拉伸过程进行了数值模拟，分析了室温条件下金属流动、最大主应力、等效应力以及等效应变的分布规律，揭示了材料的变形机理。利用等通道转角拉伸试验，验证了7075铝合金变形模拟结果的准确性。结果表明：模具出、入口的金属流动速度差使试样在大变形区出现缩颈，试样横截面的断面收缩率为17.97%;内、外模角区域的剪切力分布不均引起横截面呈椭圆形；在金属流动速度差和剪切力分布不均的共同作用下，大变形区出现明显弯曲。变形开始阶段，内、外模角区域的应力状态复杂，同时转角区域所产生的拉应力最大，导致试样在难变形区与大变形区交界处最容易产生裂纹并发生断裂，同时在大变形区靠近内模角的表面容易产生损伤。变形过程中，试样的等效应力和等效应变分布呈现不均匀现象，其横截面表面处的等效应变高于内部的数值，其大变形区等效应变不均匀度系数为0.85,优于同参数的等通道转角挤压的1.46。等通道转角拉伸试验后，试样无明显的飞边与毛刺，横截面的断面收缩率为17.49%,与模拟的结果相吻合。