毛乌素沙地主要树种燃烧性研究

树种含水率、热值、灰分、着火温度等理化指标对其燃烧性起重要作用,可影响森林火灾发生难易程度、燃烧速度、强度和能量释放大小等,也是筛选防火树种的重要依据。以毛乌素沙地21种主要树种为研究对象,以各树种含水率、热值、着火温度、粗脂肪、灰分值为数据基础,利用主成分分析法进行燃烧性综合排序。研究结果：（1）乔木树种燃烧性由大到小排序为：云杉、樟子松、侧柏、油松、河北杨、杏树、合作杨、新疆杨、火炬树、刺槐;灌木树种燃烧性排序为：沙地柏、沙柳、柠条、野樱桃、花棒、沙蒿、踏郎、紫穗槐、红瑞木、水蜡、沙棘。（2）乔灌树种燃烧性排序可知,强抗火树种：新疆杨、火炬树、刺槐、紫穗槐、红瑞木、水蜡、沙棘;可抗火性树种：油松、河北杨、杏树、合作杨、野樱桃、花棒、沙蒿、踏郎;弱抗火性树种：云杉、樟子松、侧柏、沙地柏、沙柳、柠条。树种燃烧性排序可为毛乌素沙地内抗火性树种筛选提供科学依据,预防和降低该区域火灾发生频率,保护沙地内生态资源。     

FGH96合金盘件等温锻造温度的优化设计

FGH96合金属于难变形材料,采用等温锻造成形是其最佳成形工艺。等温锻造时模具长时间处于高温状态,由于模具十分昂贵,最佳的成形温度必须综合考虑温度对材料的成形性能和模具强度及寿命的影响。通过对等温成形过程坯料和模具的热力耦合有限元模拟,获得了FGH96合金等温锻造温度范围内模具型腔表面等效应力峰值、模具材料屈服极限、强度极限随温度的变化规律。根据模腔上的等效应力峰值最大程度地小于模具材料的屈服极限的原则,确定出FGH96合金最佳等温成形温度为1050℃左右。应用于实际生产,取得了良好的效果。     

7050-T7452高强铝合金的开坯与锻造工艺研究

为了研究7050高强铝合金开坯工艺的变形均匀性及锻件的断裂韧性,采用数值模拟、微观组织分析及紧凑拉伸试样的KIC试验等,分析研究7050高强铝合金铸坯改锻和挤压坯锻造的变形均匀性、显微组织和断裂韧性,得到了两种开坯工艺条件下坯料的平均等效应变、变形均匀系数、晶粒尺寸大小及分布和断裂韧度值。结果表明:铸坯改锻工艺的变形均匀性较好,其平均等效应变约为7.2,变形均匀系数约为0.475;挤压坯锻造工艺的变形均匀性较差,其平均等效应变约为1.9,变形均匀系数约为0.954;铸坯改锻工艺的平均晶粒尺寸与挤压坯锻造工艺基本相当,约为7.5μm,但铸坯改锻工艺的晶粒尺寸比挤压坯锻造更均匀;铸坯改锻工艺下锻件的KIC满足AMS4108F标准要求,而挤压坯锻造工艺不满足,其原因是挤压坯锻造后脆性较大,并残留有挤压织构。     

FGH96合金挤压过程中Al2O3夹杂物的变形特征分析

通过对FGH96合金中非金属夹杂物Al2O3进行微小材料压缩试验,得到其压缩过程中的载荷--位移曲线和平均破碎点载荷.并对FGH96合金在成形温度1000℃,1050℃和1100℃,应变速率1.0s-1,0.1s-1.0.01s-1和0.001s-1下进行热模拟试验,得到高温下FGH96合金的交形规律.结合以上两组数据,对FGH96合金进行了挤压过程模拟,模拟结果表明挤压筒内部的合金应力值较高且分布均匀,但挤压模坡口处合金的应力值较低且变化较大.针对以上模拟结果,对Al2O3,夹杂物进行了单向压缩和双向等压两种应力状态下的模拟分析.结果表明,在双向等压条件下,FGH96合金中的Al2O3,夹杂物只有在其周围基体应力较高时,会在棱角处发生破碎,且碎裂程度较小;而在单向压缩应力状态下,Al2O3,夹杂物较容易发生破碎,且破碎程度较大.     

FGH96合金挤压过程的数值模拟与试验研究

根据刚塑性有限元理论,基于DEFORM-3D软件平台,对FCH96合金不同参数(摩擦因子、模具与坯料之间的热传导系数)下的挤压过程进行了模拟研究.获得了挤压载荷、温度变化、等效应变场以及金属流线等规律,从而为FGH96合金的实际挤压过程提供了参考,为工艺参数的优化提供了基础.研究成果在实际应用中,得到了良好的挤压件.     

TC4钛合金风扇转子叶片模锻工艺和性能研究

研究了TC4钛合金风扇转子叶片的锻造加热工艺、模锻成形及热处理工艺。在叶片的各部位进行了室温和400℃拉伸试验、冲击试验、400℃持久试验,综合评价了模锻叶片的加工性能和叶片各部位的性能。结果表明,叶片各部位的力学性能分布较均匀,叶身的强度比叶顶和榫头的略高,塑性水平基本相同,即室温下三者的σb均值分别为966,962和963 MPa,σ0.2分别为916,905和912 MPa,δ5约为15%,ψ约为47%;400℃下σb均值分别为669和643 MPa,δ5约为16%,ψ约为67%。整体叶片具有均匀、良好的冲击性能,αkv,HB(d)均值分别为0.46 MJ.m-2,3.47 mm。同时,叶片在大载荷(σ为560 MPa)下具有良好的持久寿命(τ大于101 h)。     

FGH96合金挤压变形工艺数值模拟

利用DEFORM-3D有限元软件对FGH96合金挤压工艺进行了研究,通过正交试验设计的方法研究了坯料温度、挤压速度、摩擦条件、模具锥角和模具工作带长度对挤压载荷的影响;同时具体研究了挤压速度和模具锥角对挤压载荷和挤压件温度的影响,以及不同条件下的等效应变的分布规律,并对挤压过程中可能出现的缺陷进行了预测,为工艺实验的研究提供了参考.     

基于有限体积法的异形空心型材挤压模具设计

采用有限体积法,对异形空心铝合金型材挤压过程进行数值模拟,得到了挤压过程中材料流动速度场、应力场、应变场、温度场和挤压力的分布规律。以数值模拟结果为依据,针对模具设计存在的问题提出了解决方案,并通过分析得到了模具的最佳设计方案。结果表明：对于薄壁、结构复杂的异型空心型材,挤压模具设计的关键是合理地分配金属流量和平衡金属的流动速度。     

钼金属径向精锻工艺的数值模拟

通过热压缩试验研究钼金属在应变速率为0.01～10 s~(-1),变形温度为900～1450 ℃条件下的热变形性能,建立了基于流变应力的钼金属热变形的本构方程.应用有限元分析软件DEFORM中的COGGING模块对钼金属棒材的径向精锻过程进行模拟,确定合理的工艺参数,并对模拟结果进行分析.结果表明:本研究提出的用于模拟结果分析的锻透性判据合理,工艺过程和参数的确定方法正确.研究表明:影响锻透性的主要因素为道次压入量和锤头倾角;影响锻件表面质量的主要因素为轴向送进速度和旋转角度.     

锻模热负荷参数的工程计算方法

对锻模热负荷参数的表征与计算进行了研究，选用热强度系数描述锻模材料的抗热损伤能力，回火系数描述锻模材料的热程度，热载系数描述锻模材料的热疲劳程度，应用传热学和热弹塑性理论，推导出了上述热负荷参数的计算公式。并针对锻模的实际使用和损伤情况，利用频谱弹塑性理论，推导出了上述热负荷参数的计算公式。并针对锻模的实际使用和损伤情况，利用频谱分析方法，确立了锻模热负荷参数的工程计算方法。应用该方法，分析研究了几种典型锻模的热负荷状况，计算结果与有限元分析结果相一致，并与统计规律相吻合，能够满足工程需要。