镁合金 AZ40M 再结晶晶粒尺寸与硬度模型研究

目的研究变形温度及变形速率对镁合金AZ40M再结晶晶粒尺寸以及硬度的影响。方法在gleeble-1500D热模拟机上进行热物理模拟压缩实验,变形温度为250~400℃,变形速率为0.001~1 s-1,通过金相法观测AZ40M镁合金在不同变形条件下的组织形貌,采用维氏硬度计测出镁合金热变形后的硬度值。结果当升高变形温度或降低变形速率时,材料的晶粒尺寸增大且硬度减小。结论得出了再结晶晶粒尺寸的变化规律,建立了AZ40M镁合金的晶粒尺寸与硬度的关系模型。     

基于GA优化的7055铝合金Johnson–Cook流变本构建模及其FEA应用

目的 研究7055铝合金高温流变行为,建立高精度流变本构模型和有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)仿真模型。方法 基于Gholamzadeh温度修正模型和Evans摩擦修正模型,计算修正7055铝合金热压缩流动应力,以排除试验过程中变形温升和摩擦对流动应力的影响;针对修正后的流动应力构建Johnson–Cook本构模型,依托MATLAB编程采用遍历法优化模型参考条件,并引入遗传算法(Genetic Algorithm,GA)对模型参数进行优化,通过流动应力子程序二次开发实现优化后的模型在商用软件DEFORM中的应用,以预测变形工件的应力应变分布与成形载荷。结果 经温度和摩擦修正的流动应力与试验值相近;采用遍历法优选参考条件后的Johnson–Cook本构模型流动应力预测值与试验值之间的平均相对误差绝对值(Average Absolute Relative Error,AARE)为4.57%,经GA优化后降至3.50%,实现了精度的提升。基于该模型二次开发的DEFORM模拟平台能准确预测成形载荷,预测值与试验值之间的AARE为2.42%。结论 构建了具有较高精度的流动应力本构模型,并基于其开发了有限元仿真模型,仿真结果与试验结果吻合良好,该仿真模型能够为7055铝合金热加工工艺的精确设计和优化提供有效指导。     

基于DEFORM的某飞机主起支撑接头终锻工艺优化

对某飞机主起支撑接头的锻件复杂情况进行了分析,设计了飞边槽和终锻模具。DEFORM有限元数值模拟发现,预锻过程筋条处易出现折叠,故对预锻件进行了优化设计,消除了折叠隐患。此外,还对终锻过程的上模下压速度进行了优化,对比了匀速5 mm/s、2 mm/s和变速加载三种压下方式的成形载荷。结果发现,采用变速加载能显著降低成形载荷,从而节约设备能源。     

AZ40M镁合金再结晶动力学模型研究及数值模拟

在Gleeble-1500D热模拟机上对AZ40M镁合金进行了热压缩实验。实验的变形温度为250~400℃,变形速率为0.001~1s-1。由实验数据建立了AZ40M镁合金在热变形过程中的再结晶动力学模型,并分析了AZ40M在不同变形条件下动态再结晶分数。以方形孔轴类零件挤压成形为例,对它的成形过程进行了数值模拟,比较了成形后再结晶分数的分布。结果表明:当提高变形温度或降低变形速率时,材料的动态再结晶区域明显增加且在同一部位材料的动态再结晶分数也明显增大。     

基于DEFORM的U型截面铝合金锻件淬火入水方式对残余应力的影响

采用DEFORM软件对U型截面铝合金锻件固溶后淬火入水方式进行了数值模拟分析,研究了4种入水姿态和自由落体、5 m/s及2 m/s的入水速度对锻件温度场和残余应力的影响规律。结果表明,锻件入水姿态和入水速度对残余应力的影响显著,该锻件以U型面旋转90°姿态和自由落体入水时,残余应力值最小且分布最均匀。     

锻态及β相空冷态Zr-2.5Nb合金的显微组织特征（英文）

应用基于场发射扫描电镜的电子背散射衍射(EBSD)和电子通道衬度(ECC)成像技术,并结合透射电镜(TEM)及显微硬度测试等表征手段,对锻态及β相空冷态Zr-2.5Nb合金的显微组织(包括微区成分、形貌、晶界特征、相间取向关系等)进行表征。研究发现,锻态Zr-2.5Nb合金的显微组织由等轴或板条状α晶粒及连续网状β-Zr薄层构成。经过β相空冷后,转变成典型的网篮状魏氏组织,α板条间为纳米级的残余β-Zr。取向分析证实,β相空冷过程β→α转变严格遵循Burgers取向关系。相对于锻态样品,β相空冷样品的硬度显著增加,这与其α板条尺寸及β-Zr片层厚度的减小以及大角度晶界比例的增加有关。     

深孔筒套精密成形工艺及模具设计

目的对深孔筒套精密件成形过程与难度进行分析,确定其工艺方案,设计出合适的成形模具,并保证零件尺寸精度。方法通过结合UG与CAD软件,制定零件成形工艺方案,绘制零件成形模具图。结果该零件须通过三套成形模具进行冷挤压成形,包括一次复合挤压和两次正挤压。结论该零件的成形模具能保证深孔筒套零件的成形精度并使其较好成形。     

初锻温度对导套模锻成形影响规律的分析

目的通过数值模拟,找到合理的初锻温度,使导套在合理的工艺参数下更好成形。方法结合Deform软件对导套的成形过程进行数值模拟,重点分析了零件在冷挤压成形过程中的应力场、应变场的变化情况。结果通过模拟确定出了合理的初锻温度。结论导套在1000℃的初锻温度下的成形效果最好。     

方形孔轴套冷挤压成形工艺研究及数值模拟分析

目的通过对方形孔轴套的分析,确定冷挤压工艺成形方形孔轴套的可行性,为方形孔轴套的实际生产提供理论依据和支持。方法结合Deform软件,对方形孔轴套的挤压成形过程进行了数值模拟,重点分析了零件在冷挤压成形过程中的应力场、应变场的变化情况。结果通过模拟得出,在成形难度大的区域没有出现折叠和破裂缺陷。结论确定了冷挤压工艺成形方形孔轴套的可行性。