基于BP神经网络的WSTi3515S阻燃钛合金超塑性变形行为预测

以WSTi3515S阻燃钛合金超塑性拉伸试验所得试验数据为基础,基于BP (Back Propagation)人工神经网络方法,建立了该合金超塑性变形过程中流变应力的神经网络预测模型。模型的输入参数为变形温度、应变和应变速率;输出参数为流变应力;结构为3×10×12×1双隐含层的4层网络模型。结果表明,BP神经网络模型能够很好地描述WSTi3515S合金超塑性变形时各热力学参数之间高度非线性的复杂关系,可精确地预测超塑性拉伸过程中的流变应力,平均相对误差为1.08%。     

Ti40阻燃合金大晶粒超塑性变形特性及唯象型本构关系研究

对具有粗大晶粒的Ti40阻燃合金进行了超塑性拉伸试验,确定了其可实现大晶粒超塑性的变形参数区间,并建立了该合金大晶粒超塑性唯象型本构关系。结果表明:在低温高应变速率条件下(温度≤800℃,应变速率≥5×10~(-3)s~(-1))Ti40阻燃合金不具备大晶粒超塑性,在高温低应变速率条件下具有良好的大晶粒超塑性能,最大伸长率436%出现在840℃,1×10~(-3)s~(-1)条件下;真应力-真应变曲线呈典型的4阶段特征;应变速率敏感指数m值随变形温度的升高先增大后保持不变,最大达到0.41;基于Arrhenius方程计算的Ti40合金超塑性变形的激活能为263.3 kJ·mol~(-1);基于BP神经网络构建本构模型,其误差分析表明平均相对误差仅为2.342%,预测的平均相对误差仅为2.715%,说明该本构模型具有较高的精度。     

粗晶Ti40合金超塑性变形时的动态软化行为研究

采用单向拉伸试验对粗晶Ti40合金进行了超塑性能测试,并结合TEM和EBSD分析技术研究了该合金超塑性变形过程中的动态软化行为及机制。结果表明：粗晶Ti40合金在所选实验条件下具有良好的超塑性能并在840oC、1×10-3s-1条件下获得最大延伸率436%;基于形变Z因子和断裂延伸率并结合微观组织分析可将变形条件划分为无超塑性、动态回复、动态再结晶三个区域;分别基于Sellars模型和KM方程建立了Ti40合金超塑性变形的动态再结晶临界应变模型和位错密度演变模型;粗晶Ti40合金超塑性变形过程中的动态回复以位错运动—位错胞—多边形化—形成亚晶的机制为主;动态再结晶机制主要为亚晶持续转动导致大角度晶界形成的连续动态再结晶。