有限元分析等通道-螺旋挤压中螺旋参数的影响

对等通道挤压-螺旋成型模型进行数值模拟计算,分析转角剪切与旋转剪切对AZ31镁合金在成型过程中等效应力、应变和挤压力的影响。结果表明:经等通道挤压-螺旋成型后,随螺旋长度、螺旋角度和螺旋凹槽深度的增加,试样所获得的等效应变更大,分布更均匀,AZ31镁合金的塑性应变值最高达2.1;随螺旋长度、螺旋角度增加,试样获得的等效应力更大,但随螺旋凹槽深度的增加,等效应力无明显变化,在等通道的转角区和螺旋变形的旋转区出现明显的应力集中。     

镁合金往复挤压过程的有限元模拟

运用刚粘塑性有限元法对AZ31镁合金3道次往复挤压过程进行热力耦合数值模拟,模拟分析往复挤压过程的变形规律。结果表明:往复挤压过程中,大变形区主要集中在从动冲头一侧的紧缩区中贴近凹模内壁的区域以及细颈区中贴近凹模内壁的区域;随着挤压道次的增加,变形体的累积应变明显增大;细颈区中贴近凹模内壁处以及细颈区与主动冲头一侧紧缩区的交界处应力较大;温度场分布以细颈区为中心,从高到低在变形体形成温度梯度。     

镁合金等径角挤压过程有限元模拟

通过等径角挤压可以细化镁合金晶粒。利用非线性有限元软件MSC.Marc对镁合金的ECAE变形过程进行有限元模拟,获得等效应变和等效应力分布规律,分析挤压力随变形时间的变化和摩擦对ECAE变形的影响。结果表明:挤压力-变形时间曲线可以分为快速增加阶段,慢速增加阶段和稳定阶段;等效应力分布很不均匀,模具拐角对应的区域等效应力最大;试样中部的等效应变值,大于顶部和底部;摩擦会导致变形不均匀。     

ECAP制备超细晶材料组织及其性能的研究进展

等通道转角挤压（ECAP）是使材料发生剧烈塑性变形的一种加工方法。综述了ECAP工艺制备超细晶材料的组织及性能的研究进展。分析了超细晶材料的组织影响因素及特征,并对力学特性、热稳定性、疲劳性能、耐腐蚀性和磁性能进行了重点探讨。随着研究的深入,ECAP工艺将具有更广阔的工业化应用前景。     

双向挤压与螺旋复合变形有限元分析

以AZ31镁合金为研究对象,对双向挤压与螺旋复合变形模型进行工艺参数的数值模拟运算,分析工艺条件对AZ31镁合金在成型过程中等效应变和挤压力的影响。结果表明:双向挤压与螺旋复合变形可显著提高坯料变形过程的等效应变,随着挤压比的增加、挤压温度和挤压速度的升高,坯料所获得的等效应变值显著升高,双向挤压与螺旋复合变形AZ31镁合金的等效应变值可高达3.2。工艺条件的有限元分析为镁合金在双向挤压与螺旋复合变形的实际生产应用提供了重要参考价值。     

ECAP制备超细晶材料组织及其性能的研究进展

等通道转角挤压(ECAP)是使材料发生剧烈塑性变形的一种加工方法。综述了ECAP工艺制备超细晶材料的组织及性能的研究进展。分析了超细晶材料的组织影响因素及特征,并对力学特性、热稳定性、疲劳性能、耐腐蚀性和磁性能进行了重点探讨。随着研究的深入,ECAP工艺将具有更广阔的工业化应用前景。     

高纯铝等通道转角挤压引起的微观组织变化

高纯铝经等通道转角挤压 (EqualChannelAngularExtrusion/Pressing)后 ,其组织会发生显著变化。采用自制转角为 φ =10 0° ,ψ =16°的挤压模具 ,在液压试验机上对晶粒直径为 1.0mm的退火高纯铝实施挤压。挤压过程中的塑性剪切应变为 1.5 7,平均一次挤压 (N =1)的等效塑性应变为 0 .912。在扫描电镜上利用背散射电子衍射(EBSD)和ECC新分析技术研究了等通道转角挤压对微观组织的影响。实验结果表明 ,经过一次挤压 ,许多原始晶界沿剪切变形方向伸直 ,等轴晶粒变成沿剪切方向排列的片层结构 ,晶内出现直径约 1.0 μm的大量亚晶。经过多次挤压的高纯铝试样在室温便出现再结晶 ,EBSD分析确定再结晶组织中存在立方织构     

热处理对挤压AZ80镁合金杯形件组织和性能的影响

采用环形通道转角挤压工艺在350℃下制备AZ80镁合金杯形构件,并通过OM、SEM、拉伸试验等手段研究固溶、时效工艺对构件显微组织和力学性能的影响,确定与该新型挤压工艺相匹配的最佳热处理工艺参数。结果表明:成形过程中材料受强剪切应力作用,晶粒细化明显,杯形件壁部强度明显提升;残留共晶相引起应力集中导致伸长率降低;固溶处理有效促进脆性共晶相回溶,提升合金的伸长率;直接时效处理时,在共晶相周围聚集形成β-Mg17Al12析出带,降低合金的协调变形能力,导致时效强化效果不明显;通过固溶+时效处理,晶粒尺寸均匀,β-Mg17Al12相沿晶界均匀析出,合金的强度和塑性均得到明显提高。环形通道转角挤压成形的AZ80镁合金杯形件最佳热处理工艺参数为415℃×1.5 h固溶+175℃×36 h时效。     

DNAN炸药凝固过程的实验与数值模拟

为了解2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)的凝固过程,用布拉格(Bragg)光栅对其凝固过程的中心轴线温度场进行了测试。考虑了液相自然对流的微观现象。用控制容积法计算了DNAN凝固过程的温度场、流场和相界面位置。用临界固相率和补缩距离结合法预测了缩孔编松的生成。结果表明,DNAN在96℃附近出现温度滞后现象,中心部位最明显。前期液相自然对流的最大速度可达10-3量级(m·s-1),其作用为传质和加速凝固进程。无冒口补缩条件下,DNAN凝固过程中相界面呈"V"字型向顶部迁移、收缩,凝固后中心轴线上有连续的缩孔分布,中心处的最大孔隙率为0.38。     

AA2195-AZ31B搅拌摩擦焊温度与残余应力场的数值模拟

针对AA2195铝锂合金和AZ31B镁合金,基于耦合欧拉拉格朗日（coupled eulerian-lagrangian,CEL）方法,结合有限元分析软件Abaqus,建立了搅拌摩擦焊对接过程的有限元模型。同时,对焊接过程中的动态温度场及焊后残余应力场的分布进行了研究。结果表明：焊缝区域应力以纵向应力为主,最大残余应力在AA2195铝锂合金侧。垂直于焊缝的截面纵向应力呈“M”形分布,最大值约为220 MPa,双峰之间存在倒“V”形。焊接过程中温度变化趋势与应力循环曲线负相关。此外,针对2 mm厚的AA2195铝锂合金和AZ31B镁合金板材进行了搅拌摩擦焊试验,用盲孔法对焊后残余应力进行测试,验证了模型的准确性。     

半固态AZ91D流变铸轧温度场数值模拟

从流体力学的角度出发,采用有限元方法对半固态 AZ91D 镁合金的流变铸轧过程进行了研究。数值模拟结果表明,半固态浆料温度为584℃时所设计的镁合金半固态流变铸轧过程能很好地进行,此模拟结果为确定最佳的工艺参数提供了有效的证据,同时,该研究工作能为分析半固态流变成形过程提供有益的信息。     

AZ31镁合金铸态组织及其退火工艺研究

文中以AZ31合金为研究对象，对其铸锭组织及其退火工艺进行研究．为AZ31镁合金由铸态组织直接塑性变形提供一定的参考依据。     

AZ61B镁合金热模拟挤压变形的研究

采用Gleeble-1500D热模拟机,对AZ61B镁合金在温度为623K和673K,应变速率为0.01,0.1、1 s-1时,应变量为50%的高温塑性变形行为,以及热模拟后镁合金组织的变化进行了研究。分析了流变应力与应变速率和温度的关系,计算出了应力指数和变形激活能,结果表明:流变应力随应变速率的增加而增加,随应变温度的增加而减小;镁合金发生了动态再结晶,有大量细小等轴晶出现,探明了变形软化的主要机制是动态再结晶。     

AZ31激光-MIG复合热源焊接参数对焊缝形貌的影响

通过焊接工艺试验,研究10、27mm厚AZ31镁合金在CO2激光-MIG电弧复合热源焊接过程中焊接参数对焊缝形貌的影响。结果表明,在复合热源焊接中,焊缝熔深随焊接电流和激光功率的增大而增大,随焊接速度的增大而减小。当焊接电流为120~150A,激光焊接功率为2500~3500W,焊接速度为500~1000mm/min,热源间距为1~2mm,离焦量为0~1mm时得到较好的焊缝形貌。     

新型钛合金炮口温度退变三维数值模拟仿真

为研究新型钛合金炮口在不同射击条件下的温度退变特点及热传导性能,提出其炮口温度退变的三维数值模拟仿真。设立炮口的温度退变初始条件,采用四阶龙格-库塔算法,获取两个不同时段火药燃气的温度分布规律,结合牛顿冷却公式,建立温度退变方程,用有限差分法求解内壁与边界的差分方程。结果表明:首发射击时,炮口膛壁温度极速上升后缓慢退变,连续射击时,炮口内壁温度均呈迅速上升再迅速退变的周期性升降,当发射数量增大时,距内壁较远点温度变化不明显,较近点与内壁温度变化相同,均在温度上升后快速退变,且导热系数较高,导热效率更快,热传导性能较好。     

镁合金板料热拉深成形数值模拟研究

分别利用用户子程序二次开发方法和直接输入应力应变实验数据方法,在ABAQUS软件中获得镁合金材料模型进行镁板热拉深成形极限数值模拟研究。研究得出:镁合金板料极限拉深高度在一定范围内随凸凹模圆角的增大、凸模与板料间摩擦因数的增大、温度的提高而增大,随凹模、压边圈与板料间摩擦因数的增大、拉深速度的提高而减小,而随压边力的增大先是增大后来减小,最佳压边力为7500N左右。研究结果表明:本文提出的含非常软化因子的镁合金高温流变应力数学模型能较好地预测流变应力,通过二次子程序开发方法在ABAQUS软件中加入自己的材料模型是切实可行的。     

等离子体电弧数值模拟的研究进展

等离子体电弧的数值模拟研究对其在工业中的应用有重要的意义。详细阐述等离子体电弧数值模拟研究的发展过程,分别包括自由等离子体电弧和约束等离子体电弧的研究进展,等离子体电弧数学模型的完善主要体现在假设条件的减少上;介绍等离子体电弧数值模拟的方法与步骤,并指出ANSYS、FLUENT等数值分析软件都可以求解等离子体电弧数学模型;还提出综合考虑等离子体电弧的流动状态和三维约束等离子体电弧的数值模拟研究是未来的研究方向。     

温度和相变效应对超高速碰撞数值模拟中碎片云质量特性的影响

为研究温度的升高和相变的出现对材料在超高速碰撞中行为的影响,采用考虑温度和相变效应的GRAY三相物态方程与未考虑相关效应的Tillotson物态方程,对超高速碰撞碎片云的质量特性进行数值模拟对比研究。结果表明:当碰撞速度在5 km/s以下时,由两种物态方程给出的碎片云质量数据基本一致,但当碰撞速度在7 km/s及以上时,两种物态方程给出碎片云质量数据有较大差别;而在碰撞速度为7、8 km/s,两种物态方程给出的前向碎片云质量随方位角α的分布有明显区别。这说明在较高速度的碰撞中,温度和相变的相关效应对碎片云运动及其后续破坏能力有较大影响。     

准球形EFP成型影响因素的数值模拟

采用非线性动力学程序AUTODYN数值模拟了准球形爆炸成型弹丸(EFP)压垮成型过程,研究了药型罩外曲率半径(R2)和壁厚(h)等结构参数对EFP长径比和速度的影响,并对R2=0.76Dk,h=0.136Dk的EFP进行了脉冲X光摄影实验。结果表明,随着药型罩外曲率半径和壁厚的增大,EFP的长径比逐渐减小,EFP速度逐渐降低;获得了形成准球形EFP的药型罩外曲率半径与壁厚对应关系;数值模拟结果与实验结果吻合较好。     

热挤压快速凝固AZ91D镁合金棒材的组织与性能

用单辊快速凝固(RS)薄带在330℃热挤压制备了直径Φ14mm的AZ91D合金棒材,用OM、SEM、TEM和XRD分析热挤压前后组织的变化,研究了热挤压对其组织与性能的影响。研究发现,热挤压后RS薄带之间焊合良好,挤压态棒材的抗拉强度较普通凝固铸态高55.9%;屈服强度高77.6%;伸长率与铸态相当;维氏硬度和布氏硬度均有较大提高。热处理后,快速凝固挤压棒材的抗拉强度和屈服强度均没有明显变化,伸长率却提高了5.6倍。在RS薄带的挤压过程中过饱和的á-Mg单相固溶体中有少量β-Mg17Al12相脱溶析出,而热处理后有较多细小的β-Mg17Al12相析出,室温拉伸断口呈塑性断裂特征。RS薄带挤压材料的抗拉强度不仅依赖于其本身的微细组织,而且和挤压加工过程密切相关。