高强铝合金FSW拼焊板变形规律与成形技术

铝合金拼焊成形技术兼具有材料和结构双重轻量化效果,在汽车轻量化发展趋势下,拥有巨大的应用前景。研究铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织和力学性能,建立搅拌摩擦焊接头的有限元模型,试验结合力学计算研究搅拌摩擦焊接头的塑性变形规律。结果发现:铝合金搅拌摩擦焊接头具有明显的力学性能不均匀性,搅拌摩擦焊接头在拉伸过程中热影响区最先发生屈服和颈缩;焊后热处理和高温成形可以显著提高拼焊板的成形性和力学性能。2024铝合金搅拌摩擦焊拼焊板的最佳成形温度为450℃,固溶处理后接头未发现晶粒异常长大现象,热冲压时引入的变形与成形后的时效相结合,产生形变时效的强化效果,可获得高强度的汽车拼焊构件。     

7075铝合金热变形多尺度数值模拟

为揭示7075铝合金热变形介观组织演变与宏观力学性能之间的关系，建立了可以并行计算的7075铝合金热变形多尺度模型。结合唯象型与物理型模型构建了新的并联型介观本构模型。采用ABAQUS有限元软件位移法的umat节点变量进行信息交互，实现不同尺度模型之间的数据耦合。通过实验与模拟结果的校准获得模型所需的材料参数，并在ABAQUS有限元软件上成功实现了7075铝合金试样单轴热拉伸过程的多尺度同平台并行数值模拟，通过对比数值模拟结果与实验结果发现，位错与应变分布趋势接近，均呈现出不均匀的带状分布，表层晶粒的位错明显多于内部晶粒，这主要是由于表层更容易发生滑移位错。     

AA6061铝合金薄壁构件单点增量成形表面质量研究

目的 得到表面质量良好的铝合金薄壁构件,研究不同工艺参数对表面质量的影响。方法 对厚度为1.5 mm、径厚比为107︰1的AA6061铝合金板进行单点增量成形,利用正交实验与对照实验研究各工艺参数对表面质量的影响,并对实验过程中成形件起卷的现象进行分析与讨论,最后结合极差分析与方差分析结果,得到兼顾表面质量与成形效率的最佳工艺参数组合。结果 各工艺参数按对表面质量的影响由大到小的顺序依次为:层进给量、润滑条件、成形轨迹、工具头半径、进给速率。与层进给量为2 mm相比,层进给量为0.5 mm时的成形件表面质量明显更优。当主轴转速降低至500 r/min时,可以避免表面起卷,使构件顺利成形。结论 层进给量是影响表面质量的重要因素,层进给量越小,薄壁件表面质量与成形性能越好;降低主轴转速可以有效避免成形过程中板料起卷的现象;液体润滑剂的流动性较好,使用液体润滑剂可避免润滑失效,其润滑效果优于脂润滑的润滑效果;进给速率对表面质量的影响较小,适当提高进给速率可以有效提高成形效率。     

CNTs含量对CNTs/Al微观组织及力学性能的影响

为增加碳纳米管(CNTs)在铝基体中的分散性,利用机械球磨-真空热压烧结工艺制备碳纳米管/铝(CNTs/Al)复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、电子万能试验机和万能摩擦磨损实验机,研究了CNTs质量分数对CNTs/Al复合材料微观组织、力学性能及摩擦磨损性能的影响.结果表明:CNTs经超声波预先分散后分散性增加;当CNTs质量分数为2.0%时,复合材料中CNTs与Al粉之间表现出较好的相容性;随着CNTs含量进一步增加,CNTs团聚现象严重;热压烧结温度600℃时,随着CNTs添加量的增加,铝基复合材料的屈服强度和抗拉强度呈现出明显的先增大后降低的趋势,同时,CNTs/Al复合材料的摩擦因数和磨损率随CNTs含量的增大先减小后增加;CNTs质量分数为2.0%时,复合材料的屈服强度最大值为116 MPa,抗拉强度最大值为245 MPa,与纯Al基体相比,分别提高了78%和1.9倍.2.0%CNTs/Al复合材料可获得较好的摩擦磨损性能,其摩擦系数和磨损率呈现平缓趋势,复合材料的磨痕最浅.     

基于SLA原型快速精铸复合型壳制备的工艺

提出了一套新的复合陶瓷型精密铸造工艺:利用RP技术制作树脂原型,然后采用熔模铸造制作两层面层型壳,并对其型壳背层灌注陶瓷浆料;在灌浆后立即进行喷烧,并将喷烧的型壳于300℃下保温30min,立即升温至900℃焙烧1 h,即可获得不开裂、不分层、不黑壳的高精度无缺陷的精铸型壳.试验结果表明,该工艺不但有效解决了SLA原型在焙烧时容易胀破型壳的问题,还提高了型壳制造速度,降低了制作成本;尤其在新产品试制,以及具有自由曲面的中小型铸件方面有很好的应用前景.     

伺服机械压力机机身结构优化设计分析

目的 针对当前伺服机械压力机机身质量与结构分配不合理、刚度不足的问题，以6 000 kN闭式伺服机械压力机机身为研究对象，对该闭式伺服机械压力机机身进行重新设计，以实现提高机身刚度和轻量化的目的。方法 首先进行机身静力学分析，确定拓扑优化空间，获得压力机机身优化分析边界条件;然后采用变密度法对压力机机身进行拓扑优化分析，选择合适的密度阈值，获得机身的拓扑优化结构。为了便于加工制造，减少制造成本，基于该优化结构并考虑可制造性重新设计机身结构。最后，通过有限元仿真分析和机身刚度测试试验，对比优化前后机身的刚度。结果 优化后的伺服机械压力机机身质量减轻了10.9%，一阶模态频率提高了3.74%，机身刚度提高了约28%。结论 通过对伺服机械压力机机身结构进行优化设计，解决了高刚度机身设计的工程问题，为伺服机械压力机生产制造提供了一定的理论和技术支撑。     

芯棒形式对薄壁管弯曲成形质量的影响

薄壁管弯曲成形过程中芯棒对弯管的成形质量影响较大,芯棒形式的选取是否合理直接关系着管件成形质量的优劣。采用有限元平台 ABAQUS ／Explicit 建立不锈钢管三维仿真模型,讨论了圆柱式、圆头式、弧式、球窝式和圆头球窝式5种形式的芯棒对弯管成形质量的影响,并对球窝式芯棒进行了实验验证。结果表明：在球窝式和圆头球窝式等关节式芯棒的支撑下弯曲管件的外壁减薄率比圆柱式、圆头式以及弧式芯棒等整体式芯棒高;弧式芯棒较有利于减轻管件弯曲后外壁减薄情况;球窝式芯棒有利于获得综合性能更好的成形管件;有限元仿真模型能够较可靠地模拟实际数控弯曲成形,为生产加工芯棒的选取提供了理论指导。     

基于BP神经网络的管材数控弯曲多参数优化方法研究

针对管材数控弯曲成形过程中多工艺参数耦合的特点,基于BP神经网络,结合多目标优化算法研究了弯曲成形工艺参数的优化方法。采用ABAQUS对管材数控弯曲过程进行有限元仿真,并实验验证了结果的准确性。基于MATLAB平台,以芯棒直径、芯棒伸出量、防皱块与管材间摩擦系数等主要工艺参数为优化对象,以外壁减薄率、内壁增厚率(起皱)为优化目标,通过验证的数值模型获得样本数据,利用BP神经网络建立了优化对象和优化目标之间的映射关系,并采用多目标优化算法进行寻优求解,最后通过数值仿真实验验证了优化方法的准确性。结果表明:薄壁管数控弯曲有限元数值模拟结果与实验数据吻合较好,可以为神经网络提供准确可靠的训练样本;BP神经网络结合多目标优化算法可以有效地对弯曲工艺参数进行优化;优化的工艺参数有效地改善了弯曲管材内侧起皱和外侧减薄。     

2024铝合金搅拌摩擦焊接头塑性变形行为研究

为了研究搅拌摩擦焊卷焊管坯的力学性能及接头塑性变形行为,以5 mm厚的2024退火态铝合金搅拌摩擦焊板坯为对象,采用网格法测试接头塑性变形分布,用EBSD测量接头各区域晶粒尺寸及位相,并结合SEM观察接头第二相的分布,研究了接头力学性能、应变分布与微观组织之间的关系.研究表明:搅拌摩擦接头强度与母材等强,延伸率下降44%;接头前进侧距离焊缝中心8～17 mm的母材较早出现了应变的集中,局部应变可达23%,而焊核区和接头返回侧母材发生的变形较小,平均应变分别为3%和11%,各区域应变的不均匀主要是由于接头各区晶粒尺寸及位相的差异造成的,导致接头整体延伸率的下降.     

国内外报废汽车零部件再制造法规综述

再制造是实现节能减排和促进循环经济发展的有效途径,而我国再制造产业的蓬勃发展离不开国家政策、法规的有力扶持和规范。通过对国内外再制造,尤其是涉及到报废汽车循环的汽车零/部件再制造重点领域的政策法规进行收集整理,对政策法规、标准规范、针对市场暴露问题的管理条例进行了系统的阐述和对比分析,为我国的报废汽车循环利用以及汽车零/部件再制造提供了值得借鉴的经验以及建议。