淬火过程中温度、组织及应力/应变的有限元模拟

为了找到淬火过程中零件产生不规则扭曲变形的原因,选择了H型截面零件为研究对象,建立了相应的有限元分析模型,利用自开发的淬火过程有限元模拟软件对温度、组织和应力/应变进行了耦合分析.通过有限元模拟,得到了温度变化、相变及相变塑性对残余应力及淬火变形的影响,给出了零件内部弹性区及塑性区的演变过程.分析结果表明:零件在淬火过程中经历"弹性-塑性-弹性-塑性-弹性"的演变过程;在淬火过程中,相变塑性导致零件发生不均匀、无规律的扭曲变形.     

高速列车铝合金轴箱体锻造工艺设计及材料变形规律

针对形状结构相对复杂的7050高强铝合金轴箱体,在Gleeble-1500热模拟试验机上对原材料进行了变形温度300~450℃、应变速率0.01~10 s-1的热模拟试验,获得了不同变形温度和变形速率下的真实应力-应变关系曲线,建立了含有应变补偿的7050铝合金Arrhenius本构关系模型;提出了一种能够合理分配材料体积的轴箱体预制坯形状,并设计了相应的挤压预锻工艺和模具结构,通过数值模拟研究了轴箱体锻造过程中金属流动规律。研究表明,挤压后的预锻件满足终锻件的体积分配要求,能够使终锻件充型饱满、流线分布合理,无折叠现象,工艺流程简化为自由锻压扁镦粗、挤压制坯和终锻3步,缩短了加工周期。在实际生产中缺乏多向锻造设备时,为轴箱体类锻件生产提供了一种可行的工艺方法。     

粉末烧结体摆辗致密与破坏形式的机理分析

分析了粉末烧结体摆动辗压过程中的致密机理，对粉末烧强体摆辗致密与成形过程中的破坏形式进行了实验研究。     

锻造过程最优化预成形设计系统的开发研究

采用塑性有限元、灵敏度分析和工程优化相结合的方法，提出了一种对多工序锻造过程预成形模具进行优化设计的方法。该方法通过 经设计预成形模具形状，可实现菜终锻，得到无飞边、完全充满型腔和无折叠的终锻件。在此基础上，开发了界面友好、自动化易于使用的锻造优化设计软件ＤＯＴＦＯＲＧＥ。     

B1500 HS硼钢热冲裁过程的相变和冲裁精度

为了研究热冲裁零件微观组织及尺寸精度的变化规律,采用不同的冲裁温度和模具间隙比对B1500HS钢板进行了热冲裁试验.根据冷却曲线,研究了冲裁温度对硼钢组织转变和零件力学性能的影响;根据落料件的尺寸,分析了冲裁温度和模具间隙比对尺寸精度的影响;通过观察零件的断口形貌,分析了冲裁温度对断口质量的影响.结果表明:当冲裁温度一定时,落料件的尺寸随着模具间隙比的减小而增大;当模具间隙比一定时,落料件的尺寸误差随着冲裁温度的降低出现“正—负—正”的增长波动趋势;当冲裁温度为600~650℃或750~800℃时,落料件具有较高的冲裁精度;落料件的硬度随着冲裁温度的升高而增大,当冲裁温度为650~800℃时,落料件的组织为马氏体,硬度值HV约为550;冲裁断面光亮带的宽度随着冲裁温度升高而增大.      

草莓冰温保鲜技术的研究

采用冰温技术,结合添加保鲜防腐因子、壳多糖半透膜、降低冰点等措施,可明显抑制草莓的新陈代谢,使之具有一定的抗菌能力.试验表明:草莓在冰温(-0.5℃)保存,最长可保存31 d,并保持良好的色、香、味.     

悬臂铝合金型材伪分流挤压模具结构设计及其强度分析

铝型材挤压工艺和模具设计不仅需要保障挤出型材质量,还要保障模具强度和寿命,但对于大而长的悬臂铝合金型材,常规平模或导流模结构设计往往导致模具悬臂部位损坏,即使将模具相应部位加厚,也很难达到提高模具强度的要求。以某大悬臂铝型材为例,研究伪分流模具结构设计方法及长悬臂梁分解技术,对比分析常规模具设计与伪分流模具设计对型材挤压速度分布、温度分布、材料粒子运动轨迹等的影响规律,研究不同结构的模具强度。研究表明,采用伪分流模具不仅能够大幅度降低模具应力,而且通过材料流动优化可获得良好的材料流动规律和型材质量。总结给出伪分流结构的设计原则。     

气泡在聚合物内长大过程的等温有限元模拟

针对气泡在聚合物熔体内的等温长大过程,建立了其几何模型和有限元模型;采用幂律型流体本构关系描述聚合物流变性质;对控制方程进行无量纲化处理,采用Galerkin方法对对流扩散有限元控制方程进行数值求解;采用隐式差分法对扩散方程中的时间导数项进行离散,并在每个时间步进行网格重划分,确保计算结果的可靠性。计算获得了聚合物内发泡剂浓度分布规律及不同的特征无量纲量对气泡长大过程的影响。     

面向微观组织优化的锻造工艺预成形优化设计及实验研究

以锻件晶粒尺寸细小均匀为目标,以预成形形状设计为对象,提出了锻造成形过程微观组织优化设计方法,构建了锻造成形过程微观组织优化目标函数,并确定锻造成形预成形形状作为优化过程的设计变量。采用遗传算法和有限元模拟相结合的方法,开发了锻造过程微观组织优化程序,对典型的H型锻件进行了面向微观组织优化的预成形设计,取得了较好的效果。并根据优化设计的结果进行了实验研究,优化结果的晶粒尺寸及其分布趋势与实验结果比较吻合。     

摩擦条件对圆环镦粗变形规律影响的无网格伽辽金数值模拟研究

结合刚(粘)塑性流动理论,建立了刚(粘)塑性无网格伽辽金方法,开发了金属塑性成形过程无网格方法分析程序,对外径、内径和高度比值为4:2:1的典型圆环件镦粗过程进行了数值模拟研究.分析了外部摩擦条件对圆环镦粗工艺的影响,阐述了在不同摩擦因子下金属的流动规律;解释了鼓形产生的原因;比较了摩擦因子对圆环工件截面径向速度大小及方向的影响;说明了分流面产生的原因及形状;研究了摩擦条件对圆环工件尺寸及形状的影响;并分析了摩擦因子对圆环工件内部等效应变的影响,从而对不同摩擦因子下等效应变场分布均匀性情况及分布规律获得了新的认识.