Ti3Al单晶塑性变形行为的晶体塑性有限元模拟

基于晶体塑性理论,建立了滑移变形机制下Ti_3Al单晶晶体塑性的细观本构关系,并利用ABAQUS/UMAT用户子程序接口开发本构关系子程序,将其应用于不同取向Ti_3Al单晶的单向压缩模拟。分析不同取向时晶体滑移系的启动情况,以及滑移系启动与取向的相互关系。结果表明:基面滑移系(0001)1120,柱面滑移系{1010}1120和锥面滑移系{1121}1126均被激活,但由于滑移系之间临界剪切应力和施密特因子的不同,各滑移系的启动情况存在显著差异。基面和锥面滑移系的临界剪切应力较大,仅在施密特因子较大时启动;特别是锥面滑移系,其临界剪切应力最大,因而该滑移系只有在压缩轴接近[0001]方向时才被激活。柱面滑移系的启动较为容易,对塑性变形的贡献也最大。同时与实验结果相比较,模拟结果基本与之吻合。     

楔横轧轧制空心轴类件应变分析及其控制

基于Deform-3D软件,建立了楔横轧轧制空心轴类件三维刚-塑性有限元模型,研究了空心轴轧制过程中应变变化规律.研究结果表明,不同截面上有着不同的应变分布,并由不均匀的楔入段逐步过渡到较为均匀的展宽段直到基本均匀的自由段.在轴对称截面的外圆上轴向拉应变最大,内孔处径向压应变最大,并用径向应变对比度来反映该环形截面壁厚的变化趋势.通过增大该值,以提高轧坯抵抗缩颈的能力.     

单晶镍基高温合金微铣削温度场仿真与试验研究

单晶镍基高温合金材料微构件在高温环境中应用广泛,但它在微铣削过程中的温度分布测试较为困难.采用有限元法对单晶材料微铣削过程的温度分布及传递进行仿真,定义温度分布区.根据热电偶工作原理,标定温度-电势曲线,搭建微铣削温度测试平台,完成单晶镍基高温合金DD98微铣削温度测试.结果表明:单晶材料微铣削温度区分为第Ⅰ剪切热源温...     

单晶Ni52Mn16．4Fe8Ga23．6的磁控形状记忆效应和磁感生应变

用磁悬浮冷坩埚提拉设备沿[001]方向生长了组分为Ni52Mn16.4Fe8Ga23.6的单晶,通过磁增强相变应变和磁感生应变的测量研究了该材料磁控形状记忆效应和磁感生应变的温度稳定性。结果发现该材料不但具有大的自发相变应变、磁增强相变应变和磁感生应变,而且磁感生应变具有很好的温度稳定性,从265K到100K,饱和磁感生应变的最大减小量不超过10％。另外,实验也发现磁感生应变量最大的方向是沿晶体母相的[001]方向(即单晶生长方向)。根据合金形状记忆的特点和磁场诱导应变的机理对实验结果进行了分析和讨论。     

镍基单晶超合金中孔洞长大的试验和有限元分析

在高温状态下，镍基单晶超合金的变形、损伤及断裂分析中，孔洞的长大都起着主要的作用。本研究进行了系列的蠕变、疲劳及热机械疲劳（TMF）试验。对试件的断面进行的SEM观察表明，所有的断面都是有许多小断面构成，在断面的中心，至少有一个孔洞。孔洞的尺寸与加载的条件相关。使用晶体塑性有限元程序对单胞模型进行分析，模拟孔洞的长大规律。给出了蠕变和弹塑性两种条件下的模拟结果及不同的晶体取向对孔穴长大的影响结果。对孔洞长大的有限元分析有助于对实验结果的理解。     

薄壁锥形件旋压成型中应力、应变场的有限元分析

应用大型有限元分析软件ANSYS10.0建立了薄壁锥形工件旋压成形的有限元模型,以显式动力学求解器LS-DYNA为基础模拟了其旋压成形过程,分析了工件成形过程中的变形和应力特点,研究了应力和应变等因素对工件成形质量的影响规律。结果表明:应力、应变图显示了成形过程中工件应变和应力的分布特点与规律,为解决工件旋压成形过程中的问题提供了依据;旋压数值模拟有助于发现旋压变形中存在的旋压成形中容易产生断裂、翻边、褶皱和失稳等缺陷问题及产生的原因;旋压力振荡和减薄率过大是工件旋压断裂的主要因素;在旋压工艺中可以通过优化减薄率、转速和进给量等工艺参数有效控制锥形工件旋压成形质量;分析结果对于旋压模具的优化设计和旋压工艺参数合理选择提供了可靠的理论基础。     

圆形工件等通道转角挤压应变分布和塑性变形区的三维有限元分析

利用三维有限元方法模拟了圆形工件的等通道转角挤压过程,分析了工件上应变分布情况,其与理论值和二维模拟的结果符合较好.通过对稳定变形阶段塑性变形区的分析,探讨了应变分布不均匀的原因,所得结果有利于理解工件变形过程和优化工艺设计.