影响高强铝合金锻件K_(IC)值的材料及组织因素分析

基于高强铝合金自由锻件的研究应用现状,通过对国产锻件的材料因素分析,讨论了高强铝合金国产锻件断裂韧性(KIC)影响规律的内在和外在因素,并结KIC合组织因素及微区成分分析,从影响国产7050锻件KIC的关键因素分析入手,即材料与冶炼因素的分析,来对断裂韧性指标进行综合性评价。研究表明:只有严格控制原材料生产,科学设计锻造和热处理工艺,并调整高强铝合金的强度与塑性指标,使其合理搭配才是提高高强铝合金国产锻件断裂韧性指标的最根本途径。针对国产材料,高强铝合金锻件应考虑维持现有的Cu含量水平下,调整增加Mg含量,同时建议增加Zn含量,并严格控制外来夹杂物的含量、大小和分布。     

考虑内禀长度的纯铝L2微拉深过程模拟

结合传统拉深成形工艺过程,采用材料的内禀长度来表征微塑性成形过程中的尺度效应,并在建立的三维有限元分析模型的基础上,对纯铝L2的微拉深工艺过程进行数值模拟与分析,研究了纯铝微拉深的塑性成形过程.试验成形出的微拉深件直径在1.4～1.6 mm之间,纵向深度在1.2～1.4 mm之间,拉深力为2.67 N,微拉深试验结果与模拟结果基本吻合.通过试验结果和模拟结果的对比,说明含内禀长度的微塑性本构方程能够用于微拉深成形过程的有限元数值模拟.     

PZ1650橡皮滚筒受力分析的研究

利用有限元分析软件ANSYS建立橡皮滚筒的几何模型与有限元模型,对其静态性能进行分析研究,通过分析印版、橡皮、压印三滚筒之间的相互作用力,得出橡皮滚筒在印刷过程中的弯曲变形情况,并分析研究了印刷过程中,由于空档的存在使滚筒之间存在的交变振动冲击.     

基于裂纹尖端钝化能的断裂韧性估算方法

基于裂纹尖端塑性钝化能,从平面应力状态和平面应变状态分析KIc入手,建立了金属材料平面应变断裂韧性KIc值的能量估算方法,同时考虑了应力松弛和材料强化的影响,以及塑性钝化区形状和裂纹尖端应力状态的分布,并由此推导出了一个基于常规力学性能的断裂韧性KIc值的计算公式。利用LZ50车轴钢的试验数据进行了对比分析,标定出LZ50车轴钢的形状因子Z参数,并对比分析了KIc试验概率值分布与计算概率值分布规律,讨论了各影响因素对KIc值的影响规律。计算结果表明,所建立的KIc公式能够反映常规力学性能与平面应变断裂韧性间的关系。     

AZ31镁合金成形极限图的实验研究与数值模拟

利用Nakazima半球凸模胀形实验构建了AZ31镁合金在170、200和230℃温度条件下的成形极限图，分析了温度对AZ31镁合金成形极限的影响。利用有限元方法对AZ31镁合金在200℃温度下的胀形过程进行了数值模拟，并将所得模拟结果与实验结果进行对比。结果表明，随着胀形温度的升高，AZ31镁合金的变形抗力不断降低，显著提高了其成形极限，并验证了AZ31镁合金的塑性从100℃快速上升，到200℃后上升变缓。数值模拟和实验研究的结果具有较好的一致性，证实了所构建模型的有效性。     

7050高强铝合金断裂韧性及其影响因素研究

针对国产7050高强铝合金紧凑拉伸(compact tension,CT)试验中出现宏观开裂角过大、试验成功率偏低、断裂韧性不达标的问题,基于CT试验结果,提出了改进工艺对坯料进行锻造,并与传统制坯方法进行对比分析.结果显示,改进工艺降低了7050高强铝合金的各向异性,提高了其断裂韧性水平以及CT试验成功率;同时发现,造成CT试验成功率低的因素包括材料各向异性和试样预制裂纹长度两个方面,降低各向异性和适度提高预制裂纹长度,可有效降低试样宏观开裂角,并给出了参考的预制裂纹长度的范围.     

基于弹性应变能密度的结构损伤与断裂判据

本文针对材料变形损伤与断裂过程进行了文献资料的综述,并在此基础上,总结出了由弹性应变能密度表征的结构损伤与断裂判据。该判据综合应用了连续损伤力学、细观损伤力学和断裂力学的方法,从材料力学性能参数和构件几何要素出发,对结构件的变形损伤和断裂行为进行了数学描述。     

印刷机滚筒动态性能的研究

结合转子的平衡理论,以J2108胶印机的压印滚筒为研究对象,对印刷机滚筒进行动平衡研究.根据滚筒的结构特点,对其进行适当的简化,运用有限元分析软件ANSYS进行建模与分析,最终得到滚筒不平衡的相关数据和信息,为实际生产中滚筒进行动平衡提供参考.     

Experiments and Simulations on Tensile Properties and Fracture Toughness of 7050-T7451 Aluminum Alloy Hole Specimens

针对飞机用7050高强铝合金含孔板件进行拉伸性能与断裂韧性的模拟分析与实验研究,并基于裂纹尖端塑性钝化能将常见拉伸性能与平面断裂韧性联系起来,在常规拉伸性能参数的基础上,定量计算出了含孔连接板的断裂韧性值,通过引入与试样几何形状、孔型大小有关的Z参数,表征了含孔构件断裂失效过程中的平面应力和平面应变分布状态与组成比例.研究表明:(1)Z参数联系了材料断裂韧性与构件断裂韧性,反映了含孔构件的几何形状与开孔大小对构件断裂韧性值的影响;(2)含孔拉伸试样的断裂韧性敏感于开孔在垂直于拉伸方向上的尺寸,并随该尺寸的增加而降低;(3)含孔拉伸试样的屈服应力,强度极限等强度指标主要受开孔沿垂直于拉伸方向的尺寸影响,而几乎与开孔在拉伸方向上的尺寸变化无关,但含孔拉伸试样的延伸率则正好与此相反.