基于高压扭转工艺的Al-Zn-Mg-Cu合金强韧化机理研究

目的 研究轧态Al-Zn-Mg-Cu合金在高压扭转变形中组织性能的演变规律。方法 在120 ℃下,对Al-Zn-Mg-Cu合金进行扭转1, 5, 10圈的高压扭转实验,采用X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜和拉伸实验对Al-Zn-Mg-Cu合金在高压扭转变形过程中组织及力学性能进行分析。结果 在高压扭转变形中,合金中晶粒显著细化。随着扭转圈数的增加,晶粒达到亚微米级,沿着高压扭转的方向分布。同时,合金中第二相含量减少,间距增大。合金的最强衍射峰由(220)转变为(111),呈现{111}<110>择优取向,位错密度随着扭转圈数的增加而增加。合金的强度和伸长率随着扭转圈数的增加而增加,扭转至10圈后,合金的强度提高了16.87%,伸长率从8.67%提升到10.65%。结论 高压扭转变形细化了合金的晶粒,提高合金强度的同时改善了合金的塑性。     

花型齿冷精密成形数值模拟及工艺分析

目的研究某曲轴减震皮带轮花型成形板料增厚的可行性及花型齿轮廓度差。方法运用有限元模拟软件,建立了曲轴减震皮带轮的有限元模型,选取了不同的装模方式、凸模分流孔和坯料减压孔,对曲轴减震皮带轮精压成形过程进行了数值模拟。结果模拟获得了不同装模方式、凸模分流孔大小和坯料减压孔大小对载荷和花型齿成形质量的影响,并对结果进行了总结。结论选择合适的装模方式、凸模分流孔和坯料减压孔,不仅可以较好地满足花型齿精度要求,而且还能有效地降低成形载荷和实现薄板局部增厚,实现降本增效的效果。     

22 MnB5 钢板热冲压工艺数值模拟及试验

目的研究热冲压过程中板料的温度变化及相变情况。方法采用Abaqus软件建立了热力耦合模型,对U形件热冲压成形及冷却淬火过程进行了数值模拟,分析了板料及模具的温度分布变化,并研究了板料不同区域的冷却速率,最后进行了热冲压试验。结果研究结果表明,板料经冷却淬火后,温度分布均匀,且冷却速率均大于临界冷却速率,板料可以发生完全马氏体相变。结论板料的底部冷却速率最快,淬火后为分布均匀的、细小的马氏体组织,最终通过热冲压试验验证了模拟结果的准确性。     

机体座热挤压工艺分析及模具设计

机体座是某结构体中的重要部件,材料为30CrMnMoTiA,其外形复杂、精度要求较高,目前多采用自由锻后经数控车加工获得。此工艺材料利用率低,生产成本高,内部质量差,很难满足零件的性能使用要求。     

基于数值模拟的中厚板零件冲压工艺研究

中厚板轮辐零件是钢制车轮的重要安全承载部件,强度和尺寸精度要求较高,常采用中厚板冲压成形.根据零件的形状特点,采用预冲孔的圆环一步冲压成形,并用Deform软件模拟其成形过程.分析了冲压速度、摩擦条件和凹模圆角半径对成形载荷的影响规律,并设计正交试验得到优化的参数组合.基于优化结果,设计相应的模具工装,通过试验得到合格零件,验证了工艺方案的可行性.     

圆柱斜齿轮锻造成形技术

介绍了圆柱斜齿轮塑性成形的2种方法,滚轧成形与浮动凹模成形。针对2种成形工艺,分别以不同型号的圆柱斜齿轮为对象进行了数值模拟与试验研究,探索了齿轮在不同工艺下,金属流动规律、成形缺陷及成形力等。结果表明：圆柱斜齿轮采用滚轧成形可有效避免脱模困难,且整个过程属于局部加栽,对设备要求简单。浮动凹模成形可有效降低成形载荷,较传统工艺载荷下降近30个百分点,脱模时,锻件齿形在模腔内沿螺旋方向做刚性平移运动,一定程度上保证了锻件的精度。     

等通道转角挤扭工艺对SiC_p-Al复合材料SiC颗粒分布的影响(英文)

采用等通道转角挤扭工艺(ECAPT)将体积浓度为35%的SiC颗粒与65%的纯铝混合粉末直接制备SiCp-Al复合材料。基于金相组织观察和样方法分析,研究在同一试样不同的位置和不同的变形阶段的SiC颗粒分布,并与多道次等通道转角挤压工艺(ECAP)下SiC颗粒的分布进行比较。实验结果表明:剪应变对SiC颗粒的分布有重要的影响。在ECAPT过程中,SiC颗粒分布的均匀性从压实阶段到转角阶段得到很大的改善;单道次ECAPT工艺对SiC颗粒分布均匀性的改善效果相当于两道次ECAP,可以获得相对均匀的颗粒分布。     

基于正交试验和灰色系统理论的拼焊板前纵梁成形优化

影响拼焊板冲压成形的工艺参数较多,难以精确建立工艺参数与成形质量之间的关系。以压边力、拉延筋高度、凸筋圆角半径、凹筋圆角半径为自变量,进行四因素四水平正交试验,模拟拼焊板前纵梁拉延成形过程,获得最大减薄率和最大焊缝移动量的数据。利用灰色系统理论,分别计算成形工艺参数对单目标函数的关联系数和多目标函数的关联度,将多目标转换为以关联度为目标的单目标。进一步计算各成形工艺参数的平均关联度,将优化的压边力、拉延筋截面几何参数进行有限元模拟验证,指导设计、试模,成形的质量得到明显提高。     

高压扭转圈数对碳化硅颗粒铝基复合材料组织和性能的影响

采用高压扭转(high-pressure torsion,HPT)工艺,成功将8.75%体积分数SiC颗粒与Al的混合粉末制成金属基复合材料,并用金相显微镜、显微维氏硬度计、万能材料试验机和扫描电镜等,分析了扭转圈数对SiCp/Al复合材料的显微组织、显微硬度、拉伸性能和拉伸断口形貌的影响。结果显示,扭转圈数从0.5圈增加到4圈,基体的变形抗力降低,SiC颗粒在剪应力的作用下易于与基体协调变形,SiC颗粒分布均匀化程度显著提高;随着扭转圈数增加,试样所受到的剪切作用增大,极易引起位错的运动和增殖,基体晶粒得到细化,单位体积内的晶界增多,使试样显微硬度得到提高;扭转圈数越多,拉伸断口韧窝数量明显增多,且尺寸变小。     

铝/钢双金属管电磁缩径数值模拟

为指导实际双金属管精确成形工艺,基于LS-Dyna对铝/钢双金属管电磁缩径连接进行了结构场-电磁场耦合的有限元数值模拟,研究了内外管壁厚比值、内外管间隙、放电电压以及芯模对成形质量的影响规律.结果表明:内外管壁厚比值过小易引起内外管连接不紧密,比值过大易导致内管凹陷和外管开裂;随着放电电压增大或内外管间距的减小,外管缩径冲击力增大,导致内管周向应力的急剧增大和失稳起皱,同时造成外管开裂;而随着放电电压减小或内外管间距的增大,外管相对的缩径冲击力减小,内管会因无法经历一个有效的形变回弹过程导致内外管有效连接区域逐渐减小;采用弹性芯模可一定程度抑制开裂等宏观缺陷的产生,同时也能适当增加内管的回弹.最后,基于理论计算与有限元仿真获得复合管电磁成形规律和缺陷控制理论,以增大有效连接区域长度、减少宏观缺陷为目标进行优化,在施加弹性芯模的状态下,内管壁厚维持1 mm不变,外管壁厚取1.5 mm,内外管间隙取0.7 mm,放电电压取50 kV时得到的成形质量最佳.