连续铸轧流变行为的物理模拟及其应力-应变关系的演变

在Gleeble-1500热/力机上用专制的夹具系统对铝合金铸轧过程流变行为及其影响因素进行了系列的模拟实验研究,得到了不同变形条件下铝合金瞬态凝固连续固态流变成形过程中的形变规律.实验表明铝合金的[液-糊状-固]流变过程存在4个不同特征阶段,通过对实验数据进行多元线性回归分析,建立了适用于连续铸轧这一特定工况条件下铝合金流变本构方程.     

界面接触热阻影响因素的实验研究

通过自制的接触热阻实验装置分别对接触热阻的主要影响因素-接触表面温度、接触压力以及表面均方根粗糙度等进行了较为深入的实验研究。同时，实验还对热流方向的改变以及中间介质（石墨）对接触热阻的影响进行了研究，结果证实了热流方向的改变会导致接触热阻值的变化，热流方向由钢到铝的接触热阻值较由铝到钢的小。     

工业纯铝高温流变行为的实验研究

为了深入了解连续铸轧这一融合了“铸造”和“轧制”两个工艺过程条件下的流变行为与简单铸造+热加工(热轧)组合条件下流变行为的差异,在Gleeble-1500热模拟机上对铸造工业纯铝高温压缩流变行为及其影响因素进行了系列的模拟实验研究,得到了不同变形条件下铸造工业纯铝高温压缩成形过程中的流变曲线;通过多元线性回归分析得到了其应力-应变本构方程;并与铸轧过程物理模拟实验研究的结果进行了对比分析,结果表明:在相同变形条件下铸造工业纯铝高温压缩变形流变应力小于铸轧过程的流变应力,且随着应变速率的增大,它们之间的差值更大。     

工业纯铝高温流变行为的实验研究

为了深入了解连续铸轧这一融合了“铸造”和“轧制”两个工艺过程条件下的流变行为与简单加工（热轧）组合条件下流变行为的差异,在Gleeble-1500热模拟机上对铸造工业纯铝高温压缩流变行为及其影响因素进行了系列的模拟实验研究,得到了不同变形条件下铸造工业纯铝高温压缩成形过程中的流变曲线;通过多元线性回归分析得到了其应力-应变本构方程;并与铸轧过程物理模拟实验研究的结果进行了对比分析,结果表明：在相同变形条件下铸造工业纯铝高温压缩变形流变应力小于铸轧过程的流变应力,且随着应变速率的增大,它们之间的差值更大.     

Rheological behavior of continuous roll casting process of aluminum alloy

The rheological behavior of aluminum alloy and its influencing factors in physical simulation of continuous roll casting process were studied by using a Gleeble-1500 thermal-mechanical simulation tester with a set of special clamp system. The relationships between the flow stress and the strain rate in the deformation process of simulating roll casting experiment were obtained. The results show that four different characteristic stages exist in the temperature range of the whole rheological process. The first occurs when the temperature is higher than 600℃, which belongs to the creep deformation stage; the second occurs when the temperature lies in the range of 500 - 600℃, and it can be regarded as the high temperature and low stress level deformation stage; the third occurs when the temperature decreases to the range of 300 - 500℃, it is considered to be the middle stress level deformation stage; the last occurs when the temperature is less than 300℃ and the strain rate is less than 1.00 s^-1 , it belongs to middle stress level deformation stage. But when the strain rate is larger than 1.00 s^-1, it belongs to the high stress level deformation stage. And the relative constitutive models suitable for the four different stages of continuous roll casting process were established through multivariate linear regression analysis of the experimental data.     

高速铸轧变形过程有限元分析

在弹塑性有限变形理论基础上，对高速铸轧塑性变形仿真建模进行了研究。以大型通用有限元分析软件ANSYS为平台，并对软件进行了二次开发，得到用户分析程序。计算结果与实测数据相符，从而验证了模型与程序的正确性。研究结果表明，难以实现热力耦合的问题可以用准耦合的方式解决。     

工艺参数对蠕变时效2124铝合金力学性能和微观组织的影响

研究2124铝合金在蠕变时效过程中工艺参数对力学性能和微观组织的影响。结果表明，蠕变量和蠕变速率随着时效时间、温度、应力的增大而增大。硬度随着时间和应力的增加呈类似于先增加后减小的趋势。在实验温度185～195℃范围内，温度对硬度的影响不大。当蠕变条件为200MPa、185℃、8h时，试样得到最佳的力学性能，此时试样基体内同时存在强化相S＂相和S＇相。透射电镜观察表明外加应力能促进析出相的析出和长大，基体中没有发现明显的应力位向效应。     

复合材料孔隙形成机理、影响机制及试验表征

针对常见复合材料孔隙问题,从机械夹杂形核理论与经典形核理论分析了孔隙的形成与影响机制,并通过具体试验对孔隙形貌、分布、大小进行了试验表征,结果表明：纤维浸润性差、蒸汽分子的滞留及交联反应时的分子挥发是孔隙形成的主要原因;较低固化压力条件（低于0.2MPa）,对复合材料内部孔隙的消除作用不大,随固化压力提高,复合材料孔隙率及孔隙大小下降明显;利用数学拟合方法,得到孔隙率、孔隙大小与系统压力之间存在三次幂函数递减变化关系;本文为复合材料在制造过程中的工艺优化设计提供了理论与试验支撑。     

连续铸轧辊套传热分析

在连续铸轧中，金属液经铸嘴装置连续不断地注入2个相向旋转，内部通水冷却的铸轧辊的辊缝中间，金属液在辊中冷却，凝固结晶并经轧制成形，作者通过建立铸坯与铸轧辊辊套之间强温度耦合特性的界面接触热导模型及铸坯和铸轧辊辊套传热数学模型，对铸轧辊与铸坯的温度场进行了仿真，并分析了辊套的厚度，导热系数和表面粗糙度对辊套温度分布的影响，通过仿真分析发现：辊套外表面温度在铸轧区变化剧烈，辊套进入铸轧区入口处温度开始急剧上升，但最高温度并不在出口,而是在轧制区靠近出口,辊套离开铸轧后温度开始下降，进入入口处时温度降至最低；界面导热能力随辊套表面粗糙度减小，辊套材料的导热系数增大，辊套厚度减小而增大。     

2124铝合金高温压缩流变形行为研究

采用圆柱试样在Gleeble-1500热/力模拟试验机上进行高温压缩变形试验,研究了2124铝合金在高温塑性变形过程中流变应力的变化规律.试验在变形温度为350～480 ℃、应变速率0.04～10 s-1的条件下进行.结果表明:应变速率和变形温度的变化对合金稳态流变应力有明显的影响,在低应变速率条件下,流变应力开始随应变增加而增大,达到峰值后趋于平稳,表现出近稳态特征;而在高应变速率条件下,应力出现强烈锯齿波动,达到峰值后随着应变的增加锯齿波动趋于平缓;2124铝合金高温塑性变形时的流变行为可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述.