新FM法拔长工艺参数匹配研究

应用ANSYS对FM锻造法进行了数值模拟 ,分析了端部与中部拔长时锻件内应力场分布规律。认为 :合理的锻造工艺参数应由砧宽比、料宽比和压下率三者匹配确定 ,其中压下率起决定性作用 ;对于某一砧宽比和料宽比 ,只有满足一定量的压下率的情况下 ,才能保证锻件心部一定区域内是三向压应力。     

拔长矩形截面毛坯(W/H=0.7)的滑移线新解

本文建立了存在接触摩擦剪应力时的拔长体 (砧宽比 W/ H =0 .7)内滑移线场 ,推导出单位变形力 ,求解了变形体内部应力场。计算结果表明砧宽比等于 0 .7时 ,拔长体内存在轴向拉应力。并求出了垂直对称线上轴向应力由压应力转变成拉应力的过渡点。     

平砧拔长矩形截面毛坯的理论

从理论上分析与论证了平砧拔长矩形截面毛坯只有砧宽比(W/H)一个工艺参数是不足的,认为应增加,个工艺参数料宽比(B/H),才能正确描述拔长毛坯中心区域的应力状态与有效控制锻件质量。该理论已被实验验证。     

大型锻件锻造工艺理论与技术的进展

在大型锻件锻造工艺理论与技术领域 ,首先 ,对普通平板间镦粗圆柱体 ,根据其高径比 H /D不同 ,提出了两个新理论 :H / D>1,刚塑性力学模型的拉应力理论 ;H / D<1,静水应力力学模型的剪应力理论。前者打破了镦粗体 (不管高径比大小 )内三向压应力传统之说 ,并为轴对称塑性体的广义滑移线解和主应力分块法、数值模拟求其应力场提供了力学模型 ;后者解决了大型饼类锻件中出现的“夹馅饼”缺陷的难题。在此基础上又提出了锥形板镦粗的新工艺及其力学原理。在拔长工艺理论方面 ,应用方柱体镦粗的两个新力学模型与拔长的刚端影响问题 ,论证了只有砧宽比一个工艺参数的不足 ,而应补充一个新的工艺参数——料宽比 ,才能正确描述拔长体中心区域的应力状态与有效控制锻件质量。并进一步解决了该拔长理论工艺参数量值的合理匹配与确定。在“锻造条件对毛坯内部空洞闭合的影响”研究中 ,提出了增加料宽比对横向拉应力控制的“新 FM法”。在此基础上提出了横向无拉应力锻造法。上述工艺理论指导工艺生产 ,可大幅度提高锻件的质量。     

液压机上镦粗与拔长新理论与新工艺的研究

在镦粗工艺理论方面 ,提出了圆柱体镦粗的刚塑性力学模型的拉应力理论和静水应力力学模型的切应力理论 ,设计了锥形板镦粗的新工艺。在拔长工艺理论方面 :应用方柱体镦粗的两个新力学模型与拔长的刚端影响问题 ,论证了只有砧宽比一个工艺参数的不足 ,而应补充一个新的工艺参数——料宽比 ,才能正确描述拔长体中心区域的应力状态与有效控制锻件质量 ;并进一步解决了该拔长理论工艺参数量值的合理匹配与确定 ;在“锻造条件对毛坯内部空洞闭合的影响”研究中 ,提出了增加料宽比对横向拉应力控制的“新 FM(Free from Mannesmann effect)锻造法”;并在此基础上提出了横向无拉应力锻造法。用上述理论指导工艺生产 ,可大幅度提高锻件的质量     

砧宽比对孔洞闭合影响的光塑性研究

利用光塑性方法,根据材料相似性,分析了中心压实法闭合孔洞时,不同的砧宽比对孔洞闭合效果的影响及孔洞周围应变分布情况,得到最佳砧宽比。     

大钢锭锻造时内部孔洞性缺陷压合的试验研究

对含有内部孔洞钢试件进行的热锻模拟实验结果表明,封闭孔洞在高温下锻造时,在一定的应力应变条件下,经过变形一压合一扩散焊合后可以消除,孔洞焊合后的部位为新的晶界所取代,应力和应变状态对孔洞闭合有明显的影响. 对不同砧宽比的平砧拔长过程内部的应变分布进行了量测和有限元法计算,结果表明拔长时坯料内部的变形分布很不均匀,大应变区只占小部分,且随砧宽比和压下量的不同而移动和变化.当砧宽比W/H<0.51时,最大应变区不在坯料中心.     

宽V型砧锻造模拟分析及工艺参数选取

通过选取不同的砧宽比和压下率参数,模拟上下宽V型砧拔长变形,运用有限元方法分析坯料截面最大主应力变化,选取合理的上下宽V型砧拔长工艺参数,提高锻件质量。     

水平V型砧锻造大型轴类锻件的数值模拟和实验

水平V型砧锻造法,可以通过控制锻件金属的流动方向减少轴类锻件力学性能的异向性,在锻件内部应力状态、金属纤维组织、锻件的整体性能、宏观几何形状等方面都优于普通平砧锻造法。采用有限元分析方法,对水平V型砧锻造法进行了数值模拟,结果显示,采用水平V型砧锻造法时,在砧宽比为1.0和料宽比为0.5的条件下,锻件心部的横向应力都处于压应力状态,而采用普通平砧锻造法使用相同工艺参数时,则会出现不利的拉应力状态。这表明水平V型砧锻造法比普通平砧锻造法在控制轴类锻件的横向应力上更有利,有更广泛的工艺参数范围。     

避免大锻件内部拉应力的工艺参数研究

避免并消除拔长过程大锻件内部产生拉应力是制定锻造工艺应考虑的重要因素。应用有限元软件DEFORM-3D对大锻件的拔长过程进行了系统的数值模拟,通过分析不同工艺参数下,大锻件心部拉应力的变化,确定了对锻件心部应力状态影响较大的工艺参数。将砧宽比W/H和料宽比B/H作为工艺变量,用函数方程组描述锻件心部应力状态的变化趋势,为确保锻件心部在拔长变形过程中始终保持三向压应力状态提供了理论依据。     

大锻件拔长工艺研究进展与展望

综述了拔长工艺研究进展 ,重点阐述了近期以系统观点研究拔长而获得的拔长工艺理论、临界砧宽比、临界料宽比的最新成果 ,展望了拔长工艺未来研究趋势     

椭圆孔型宽高比对线材表面变形状态的影响

针对高速线材在不同宽高比的椭圆孔型中轧制时的表面变形问题,采用非线性有限元方法,从等效塑性应变及塑性应变能密度的角度说明椭圆孔型宽高比对线材表面变形状态的影响.研究表明,线材在不同宽高比的椭圆孔型中具有相同的变形规律,轧件与轧辊接触临界点附近线材表面变形差异最大,塑性应变及应变能密度在此处出现峰值,易形成褶皱缺陷.减小...     

试样高宽比对反复镦压影响的数值模拟与实验研究

反复镦压可以在不改变试样形状和尺寸的情况下获得大变形。高宽比是影响反复镦压工艺的重要参数之一。本文采用有限元与实验验证相结合的方法研究了高宽比对纯铜试样镦压变形过程、微观组织及性能的影响。结果表明,镦压后的等效应变分布不均匀,高宽比越大,单道次镦压平均等效应变和等效应力都越高。1道次镦压后,晶粒被压扁,随高宽比增大,晶粒被压扁的程度越严重。3道次变形后形成了大量变形带,试样高宽比越大,变形带越窄。12道次镦压后,高宽比为2的试样晶粒更等轴、细小。镦压后纯铜的硬度明显提高,高宽比为2的试样镦压后硬度值更高。     

局部焊后热处理加热宽度的直接评定方法

局部焊后热处理通常用改善焊接接头的性能和消除焊接残余应力。影响局部焊后热处理的因素很我,其中加热宽度是最重要的一个控制参数。然后对于加热宽度的确定,各国标准规定就很不一致。本语文采用粘弹塑性有限元分析,提出一个基于残余应力消除效果的局部焊后热处理的直接评定方法。该方法可清楚地显示整个热处理过程的应力变化并可找到临界的加热宽度。对存在原始焊接残余应力随加热宽度的增加而降低,当加热宽度达到一定值,残余     

Correlation between Poisson ratio and Mohr–Coulomb coefficient in metallic glasses

Yielding in metallic glasses is often described in terms of the Mohr–Coulomb criterion, τ + μσ ≥ τ₀. It suggests that a material yields when a combination of shear (τ) and normal stresses (σ), linked through the friction coefficient (μ), reaches the critical shear stress (τ₀). In this paper, an increase of the friction coefficient for increasing Poisson ratio is foreseen, if the elastic limit observed under uniaxial (tensile or compressive) and shear stresses remain constant. Experimental values of Young and shear moduli and Poisson ratio of metallic glasses have been collected from the literature. Compressive and tensile yield stresses have been also collected and elastic limits have been calculated. The elastic limit observed under compressive stress decreases with increasing Poisson ratio and it appears similar for metallic glasses based on the same metals. The values of the friction coefficient for metallic glasses have been obtained from the fracture angle observed under uniaxial stress (compressive or tensile) and from the ratio between compressive and tensile strength. Experimental data of the friction coefficient appear rather scattered and a clear trend as a function of Poisson ratio cannot be outlined. The increase of toughness of metallic glasses with increasing Poisson ratio has been ascribed to the corresponding reduction of the compressive elastic limit.     

凹形坯料平板镦粗应力场的有限元分析

应用刚粘塑性有限元法对凹形坯料在两平板间镦粗时的应力场进行了分析, 给出了毛坯在不同侧表面母线形状时的应力随压下量的变化曲线, 并通过与圆柱体平板镦粗应力场的比较得出: 在变形过程中, 凹形坯料心部也存在两向拉应力; 母线形状选取不当将导致侧表面切向应力为正; 凹形坯料内部的应变分布较圆柱体更为均匀     

铜柱长径比对CuCGA互连结构轴向临界压应力的影响

借助有限元方法研究CuCGA互连结构轴向压力载荷下的力学行为. 结果表明，直径0.32 mm、长径比5～11.5范围的铜焊柱压曲失稳前会因性能薄弱的钎焊圆角局部区域存在超过钎料极限强度的拉伸应力而引发局部微裂纹；而长径比11.5～16.5范围的铜焊柱则会首先发生屈曲失稳；在综合考虑钎焊圆角局部微裂纹失效和焊柱压曲失稳失效前提下，建立了铜柱长径比和阵列铜焊柱互连结构轴向压力载荷下临界应力的关系方程；轴向临界压应力在长径比5～11.5范围内几乎保持恒定，而在长径比11.5～16.5范围内轴向临界压应力随铜柱长径比λ0增加而降低，规律与描述大柔度杆的欧拉公式相符合.