钼粉烧结体高压扭转成形过程的数值模拟

高压扭转成形产生剧烈的塑性变形,有利于烧结体致密化,不同的工艺参数下材料的变形不同,使得其致密效果也不相同,严重地影响着烧结材料的成形质量和使用性能。本文运用有限元软件对钼粉烧结体高压扭转成形过程进行了分析,研究了成形过程中材料的塑性流动,讨论了温度、摩擦因数、扭转角速度对坯料应变分布情况的影响。结果表明:相对于致密材料,烧结材料高压扭转发生更大的变形;摩擦因数对等效应变、变形均匀性的影响最显著,摩擦因数和扭转角速度的增加促进应变增大,而摩擦因数大于0.8时,其影响减弱;温度在300~450℃对等效应变和变形均匀性的影响不显著。     

大塑性变形下变形速率对AZ31合金成形性能的影响

采用等温挤压成形工艺研究了大塑性变形下变形镁合金AZ31的成形性能,分析了成形过程中变形速率对成形性、成形力和应变的影响。结果表明,AZ31合金在300～350℃等温挤压成形,随变形速率的升高,挤压变形力呈下降的趋势;变形速率为1 mm/s时,应变分布均匀,能够获得最佳的成形质量和力学性能。     

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  聚碳酸酯透明材料吹塑成形过程为一个大变形过程，在试验研究此大变形过程中，需要得到其真应力 真应变曲线，同时真应变率对力学性能的影响非常突出。为了测定不同恒定真应变率下聚碳酸酯的真应力 真应变曲线，为成形模拟工作打下基础，笔者自主开发了WDW型万能试验拉伸机。通过试验验证，此系统能够很好的满足在恒定不同真应变率下测得不同温度下，聚碳酸脂的真应力 真应变曲线。     

热冲压用硼钢B1500HS高温非等温变形性能研究

由于非等温高温变形流程与实际的直接热冲压过程相似,利用Gleeble 3500热/力模拟试验平台,对硼钢B1500HS的高温非等温变形性能进行了研究,获得了B1500HS在不同变形温度和应变速率下的流动应力曲线。研究结果显示:硼钢B1500HS高温非等温变形时的峰值应力明显高于等温变形时的峰值应力。随着变形温度的升高和应变速率的减小,B1500HS的高温流动性能增强。当变形温度高于800℃时,材料成形时的加工硬化率降低,成形性较好;应变速率高于10 s-1时,材料成形时的加工硬化率也降低。     

变速拉深影响B340/590DP板料成形性能的机理分析

为了研究冲压成形中变速拉深影响板料成形性能的机理,分别建立了拉深过程中的虚功率方程和有限元分析模型。研究结果表明,主变形区的等效应力、等效应变速率、板料和模具之间的摩擦以及法向应力是影响拉深成形性能的主要因素,而变速拉深通过降低主变形区的等效应力、等效应变速率和板料与模具间的摩擦,影响板料的拉深成形性能。进一步通过拉深实验,对比了不同成形速度下的成形状态和成形零件质量,验证了理论分析和有限元模拟的正确性。成形过程中合理的变速能够降低总变形功,从而提高板料的拉深成形性能。变速机理分析为变速成形的应用提供了理论基础。     

基于热加工图的20CrMnTiH钢热成形性能及斜齿轮热成形模拟

针对齿轮材料20Cr Mn Ti H钢的热加工工艺优化的需求,建立了其基于动态材料模型(DMM)的不同应变下的热加工图,揭示了应变对其加工性能的影响规律,得到了成形过程中的安全区和失稳区,并获得了该材料最佳热加工工艺窗口。结合有限元组织模拟和微观组织观察分析,验证了热加工图的可靠性和其热变形组织模拟的准确性。基于DEFORM-3D建立了斜齿轮变形-传热-微观组织演化耦合的有限元模型,结合热加工图所获得的优化变形温度和变形速率区间,模拟分析了斜齿轮热精密成形微观变形规律。     

航天用超大规格GH4169高温合金螺栓热镦工艺

为研究一种航天用超大规格GH4169高温合金螺栓热镦工艺,利用热模拟试验机对材料进行了高温压缩实验,分析了不同变形温度和应变速率对材料变形抗力的影响,并对GH4169高温合金螺栓的热镦成形过程进行了数值模拟,分析了成形过程中等效应力场分布、损伤值分布、金属流线分布、摩擦因数对成形载荷的影响,最后进行了工艺实验。研究结果表明：应变速率一定时,随着变形温度的升高,材料的变形抗力逐渐降低;变形温度一定时,随应变速率的增大,材料的变形抗力逐渐增大;摩擦因数μ=0.3时成形过程中的最大载荷为3.56×10⁶ N,摩擦因数μ=0.5时成形过程中的最大载荷为4.11×10⁶ N。工艺实验得到的GH4169高温合金螺栓锻件充填饱满,尺寸符合要求,未发现锻造缺陷,符合航天领域使用需求。     

双相钢的成形与断裂极限性能分析

为分析双相钢的变形与断裂行为、评估其成形性能,以典型双相钢DP780和DP600为研究对象,采用实验与计算方法得到了两种双相钢材料的成形极限曲线和断裂极限曲线,通过观测不同应变路径状态下试样的断裂形态,分析材料成形极限与断裂极限曲线,并与传统低合金高强钢比较,研究了双相钢材料不同应变路径下的变形特性。结果表明:随着应变路径状态由单向拉伸向双向拉伸变化,双相钢的断裂主应变逐渐降低,且在断裂前会有明显的颈缩阶段,而当应变路径为双向等拉状态时,材料在断裂前无颈缩特征出现,表现为脆性断裂,这与传统低合金高强钢不同,双相钢的这一特性应主要由双相钢的铁素体和马氏体软硬两相组织决定。     

基于Simufact Forging高铁轮毂锻压成形工艺仿真

基于Simufact Forging有限元分析软件对高铁轮毂成形过程进行了仿真,着重研究了轮毂辗扩过程中的等效塑性应变、等效应力及材料流动。结果表明:高铁轮毂在辗扩过程中材料整体变形基本一致,可以获得较好的力学性能;随着锻压成形不断的进行,轮毂内圈塑性应变逐渐变大;成形过程中整个轮毂应力分布较为均匀。     

随行程变化变压边力拼焊板盒形件成形性能研究

焊缝两侧材料变形不均匀引起的焊缝移动和成形性能下降是拼焊板成形过程中需要解决的难题,变压边力技术可以增大成形工艺调整范围、提高冲压件成形质量。本文在拼焊板成形过程中加载随行程线性渐增变化的变压边力,并应用动力显式数值模拟软件模拟差厚拼焊板盒形件的成形过程,研究变压边力控制对拼焊板成形性能的影响。结果表明,在相同的焊缝移动量下,线性渐增变压边力与定常压边力相比增大了引起焊缝移动的薄侧变形区域材料的长度,缓解了薄侧材料的应变集中,提高了拼焊板成形性能。