金属棒试样拉伸和扭转试验应变范围和力学特性对比

针对3种不同延性的金属圆棒型试样,分别采用拉伸试验和扭转试验考察金属在不同应力状态下的应变范围和力学特性。其中拉伸试验应用Bridgman法测量金属颈缩出现后直至断裂前的硬化曲线。拉伸和扭转状态下试验结果的对比分析表明,由于力学稳定性方面的差异,金属棒材在扭转状态下均匀应变范围要大于拉伸状态,而由于不同应力状态下断裂机制的差异,金属棒材扭转断裂前应变范围要大于拉伸断裂前应变范围,因此扭转试验的应变测量范围大于拉伸试验的Bridgman法。Bridgman法具有局限性,仅适用于延性大且硬化能力弱具有显著颈缩的金属,而扭转试验具有通用性,适用于不同性能的金属。与拉伸或压缩状态相比,金属棒材在扭转状态下呈现不同程度的"软化"现象,即材料在扭转状态下更易达到塑性屈服,同时硬化能力和极限承载能力均显著减弱。     

高温超塑胀形实验装置

超塑变形具有很强的结构敏感性，其变形规律与应力状态和变形路径有关，因此在处理二维胀形问题时，不能直接引用一维拉伸的实验数据，胀形实验装置便成为理论研究和制定工艺方案的重要手段。设计了高温超塑胀形实验装置，并针对实验装置进行了程序设计。该实验装置具有氩气净化、炉外加热、温度和压力闭环控制，能同时施加正压、背压并按设定的恒压、恒极点胀形速度和应变速率进行实验，同时可以无接触地记录胀形件极点高度与时间的关系，并观察其形貌变化过程。     

基于数值模拟的筒形件正反拉深复合成形

通过对筒形件正反拉深一次复合成形的有限元数值模拟,分析了主要工艺参数对筒形件正反拉深一次复合成形的影响。依据数值模拟设计了某一型号的机油滤清器壳体正反拉深复合成形模具并进行了工艺调试,既验证了数值模拟的可靠性又将正反拉深一次复合成形工艺用于了机油滤清器壳体的实际生产,获得了较为理想的效果。     

材料参数对拉伸失稳影响的力学解析

超塑性变形的失稳比塑性变形失稳复杂得多，国内外学者在失稳的力学研究方面已发表了许多有价值的论文，对超塑性研究的进展贡献很大．由于不同学者的研究思路和研究方法不同，所得的结论也各异，因此有必要进行理论规范．本文从变形的状态方程出发，对无几何缺陷试样在恒温条件下仅由材料本身所产生的拉伸失稳进行力学理论解析，旨在研究材料力学参数对失稳的影响．所得结果不仅与一些典型论文的失稳判据完全一致，而且从理论上论证了超塑性拉伸变形在载荷失稳时不发生几何失稳，而是要经历一段均匀变形后才出现几何失稳．     

变m值超塑性本构方程

自 Backofen 等人提出应变速率敏感性指数 m 值,并在实验的基础上建立起似粘性的超塑性本构方程以来,已历时近二十年了。由于不论是似粘性本构方程σ=kε~m 还是粘塑性本构方程σ=kε~n■~m,都把 m 视为常数。所以其适合的应变速率变化范围很窄,用予描述超塑性变形规律与实际偏差很大,也难以说明变形过程中的一些关键问题。因此,本文拟用余弦函数和负幂函数模拟 m—log■曲线,通过求解 m 值定义的微分方程和力学状态的微分方程,建立一套变 m 值的本构方程。对所得方程进行理论分析及实验比较。判明二者比似粘性方程和粘塑性方程的近似程度都高,而且用余弦函数模拟比用负幂函数模拟的近似程度更高。但是用负幂函数模拟所得的本构方程可直接写成用σ表达■的解析式,这对处理某些实际问题是必要的。此外,对变m值本构方程的实验建立等有关问题也予以讨论。     

超塑胀形力学的进展现状

本文从解析法、混合法、有限元法和实验法等较系统地介绍了超塑胀形力学的进展现状,并指出存在的问题及其发展远景。     

金属平面滚压塑性精加工的实验分析

对金属表面的滚压塑性精加工进行了实验研究。测试分析了初始表面粗糙度和纵向压下量、横向进给量、滚压速度、滚压道次等对表面粗糙度、硬度、金相组织形貌的影响。研究结果表明,滚压塑性精加工可以提高金属(特别是有色合金软金属)的表面硬度、致密性,降低表面粗糙度,与常规的磨削精加工相比具有更多的优点,如节省了砂轮和冷却液的消耗,消除了对环境的污染,提高了被加工材料表面的物理、机械性能等。     

Semiviscosity flow equation with variable parameters under superplastic tension conditions

Ａｓｅａｒｌｙａｓｉｎ1964,Ｂａｃｋｏｆｅｎｅｔａｌ.ｂｅｌｉｅｖｅｄｔｈａｔｕｎｄｅｒｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｈａｒｄｌｙａｎｙｓｔｒａｉｎｈａｒｄｅｎｉｎｇｔａｋｅｓｐｌａｃｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｍａｔｅｒｉａｌｂｕｔｔｈｅｒｅｉｓａｓｔｒｏｎｇｓｔｒａｉｎｒａｔｅｈａｒｄｅｎｉｎｇ[1].Ａｎｄｔｈｅｙａｌｓｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｈｅｓｅｍｉｖｉｓｃｏｓｉｔｙｅｑｕａｔｉｏｎσ=ｋεｍ,(1)ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅ…     

超塑性自由胀形的解析理论

本文从连续介质塑性力学的基本理论出发,并结合粘塑性本构方程,首次建立了薄板自由胀形的力学解析理论:首先得到质点位移的微分方程,进而得到质点位移随几何坐标和胀形高度(或时间)变化的解析表达式,并由此给出了自由胀形的力学解析。同时从定量解析出发,给出胀形轮廓与质点运动轨迹的几何关系。通过对实验结果和理论解析的比较,证明应用粘塑性本构方程所得的解析结论在半球胀形范围内与实验结果能很好地吻合。     

超塑拉伸变形应变速率敏感性指数的力学解析

从拉伸变形的状态方程和力学基本理论出发,导出了塑性和超塑性拉伸变形ｍξ、ｍｖ　和ｍＦ（ｍξ、ｍｖ。和Ｆ分别为恒应变ξ、恒变形速度ｖ和恒载荷Ｆ的应变速率敏感性指数）的函数表达式,而且理论计算值与典型超塑性合金ＺｎＡ１５的试验数据吻合,这便从理论上解答了“拉伸变形应变速率敏感性指数的力学涵义及其规范测量”一文从试验上提出的问题,即：为什么ｍξ、ｍｖ和ｍＦ随应变速率ξ的变化规律互不相同,甚至出现了ｍＦ会大于１,ｍｖ会是负值的反常结果。对这些问题的理论解答便进一步揭示了ｍ值的力学本质。