单晶Cu材料纳米切削特性的分子动力学模拟

建立了单晶Cu纳米切削的三维分子动力学模型,研究了不同切削厚度下纳米切削过程中工件缺陷结构和应力分布的规律.纳米切削过程中,在刀具的前方和下方形成变形区并伴随缺陷的产生,缺陷以堆垛层错和部分位错为主.在纳米尺度下,工件存在很大的表面应力,随着切削的进行,工件变形区主要受压应力作用,已加工表面主要受拉应力作用.随着位错在晶体中产生、繁殖及相互作用,工件先后经过弹性变形——塑性变形——加工硬化——完全屈服4个变形阶段,随后进入新的循环变形.结果表明:工件应力-位移曲线呈周期性变化;切削厚度较小时,工件内部没有明显的层错产生,随着切削厚度的增大,工件表面和亚表层缺陷增加;切削厚度越大,对应应力分量值越小.     

大型筒体零件焊后固溶处理的变形控制

通过对焊后不锈钢筒体零件固溶处理变形影响要素的分析,确认变形的主要原因是工件热处理前存在较大残余应力和热处理过程产生的应力,通过采取设计起吊工装,保证工件在转移和冷却过程中垂直;在处理时安放支撑工装,防止处理过程中的椭圆变形和向内收缩变形;固溶前进行退火,严格控制装炉和冷却工艺等措施,使工件热处理后变形控制在1 mm以内。     

浅析铸件加工后变形的原因及其预防措施

分析了铸件加工前后工件内部的应力分布状态及内应力对工件变形的影响。根据具体的加工实例，提出了消除工件内应力影响的措施，避免加工后的工件产生变形而影响加工精度。     

矿用圆环链钢23MnNiCrM054的安定机理研究

研究了矿用圆环链钢23MnNiCrMo54在单轴拉-拉交变应力作用下的安定状态.结果表明,对于只允许发生弹性变形的工件,经过特定的循环加载处理使其达到稳定的弹性安定状态,工件在一定工况下可以在超出其原弹性极限的情况下使用.对于只允许发生微量塑性变形的工件,对该工件施以适当的循环载荷,使工件达到稳定的塑性安定状态,工件在一定工况下可以在超出其原屈服极限的情况下使用.并用位错理论对其安定机理做了初步分析.     

焊接应力

结构在焊接以后不仅产生变形,而且内部存在着焊接残余应力。残余应力的存在对大多数焊接结构的安全使用没有影响,也就是焊后不必进行消除应力处理。有些情况下则要求消除焊接结构中的残余应力,才能保证产品质量。不仅在焊后,而且在整个焊接过程中,结构的变形和焊接应力始终存在着,并且是不断在变化着,掌握这个变化规律对于焊接的工人是很必要的,因为这种焊接应力对于可焊性不良的金属,常常成为造成焊接裂纹     

一种熔敷金属力学性能测试用试板焊接工装

制备熔敷金属力学性能测试时用的试板时,一种是利用焊接工装约束试板,一种是在焊前使试板反变形。前者使焊后的试板存在较大的焊接应力,而且这两种方法都是一种试板需要一套焊接工装,增加了生产成本。针对此问题,设计了一种熔敷金属力学性能测试用试板焊接工装,该工装中夹具体可在水平面旋转任意角度,托板可在垂直面内旋转30°以内的任意角度。该工装焊接中不对工件进行刚性固定,使工件自由变形,减少焊接应力;可在焊接装配时通过托板在垂直面内的旋转,给试板一个和预先估计的变形大小相等方向相反的人为变形,使焊接结构形状正确;当焊完一道焊道时,无需搬动工件即可实现工件的旋转,且旋转到所需要的角度后,可由限位装置限制工件的继续转动;工装中的刻度盘及铰链轴都有护板,便于拆装,以利于护板损坏时的快速更换。     

焊接胎具和夹具(五)

焊接接头拘束夹具焊接过程中的加热及冷却在工件上所产生的热应力,往往是造成焊接接头区的变形及残余应力的根源。而焊接接头的性能变坏也常常是由于变形及残余应力所造成的。在焊接时,如只对上述一方加以控制,则另一方的倾向就会更加严重。因此,就一般采用控制变形的拘束而言,当工件为薄板时,如对变形与残余应力的影响加以比较,则更应重视变形,故往往采用在工件四周牢固拘束的措施。当工件为厚板时,则不可忽视残余应力的影响。因而,应采取使接     

管料无芯轴凹进式旋转锻造变形规律研究

无芯轴凹进式旋转锻造是一种用于管料精密制造的渐进近净成形工艺,广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。本文基于有限元软件TRANSVALOR FORGE 2011,建立了管料无芯轴凹进式旋转锻造成形三维有限元模型,研究了成形过程中的应力状态和残余应力状态。结果表明,工件不同区域材料应力状态不同,工件外壁材料受三向压应力,应力变化较为剧烈;工件中间层材料受环向和径向两向压应力,而轴向应力趋于零;工件内壁材料受轴向拉应力,环向和径向压应力。卸载后,材料内部仍然存在保持自相平衡的三向残余应力,最大值为57.2MPa,仅为材料屈服应力的63.6%。凹进式旋转锻造成形过程中所产生的变形,满足应力偏张量的第三不变量J3′<0,属于压缩类变形。     

模具变形裂纹的控制对策

众所周知,在电加工过程中工件变形裂纹主要原因是材料内部应力作用。我们在实践中采取了一些工艺方法,把变形裂纹现象控制到最低。以Cr12MoV钢为例,首先从锻件抓起,按锻造工艺规程加工,验收原材料。按线切割工艺要求,钻好各穿丝孔,再进行热处理。根据工件大     

基于变形热效应条件下30CrMo钢的流变行为研究

在应变速率分别为0.1、1.0和10.0 s-1,应变温度分别为373、573和773 K条件下,对30Cr Mo钢进行压缩试验。通过获得的流变应力数据发现,随着应变速率的增加,应力存在着一定程度的软化现象,说明材料内部存在着变形热效应。在考虑变形热效应的情况下,对流变应力数据进行了修正。通过微观组织观察发现,试样内部存在着因变形热效应引起的动态再结晶,验证了数据修正的必要性。     

楔横轧多楔成形等直径轴类件内部疏松的理论与实验研究

利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对楔横轧多楔成形等直径轴进行了数值模拟与分析。根据轧制过程中特征点的应力变化规律,确定了楔横轧多楔轧件内部容易发生疏松的位置是在靠近外楔起楔的中心区域,并分析了多楔轧件内部出现疏松的原因。通过轧制实验对轧件内部疏松进行了研究,实验结果和模拟结果吻合。研究结果为楔横轧多楔精密成形长轴类零件时减少轧件内部疏松提供了理论指导。     

Numerical Simulation of Temperature and Stress Fields of Ti-Alloy Thin-well Barrel during Quenching Process

TJ-6A1-4V(TC4)alloy is widely used in biomedicaland aerospace industries due to its high strength toweight ratio,excellent corrosion resistance andexceptional biocompatibility.However,during coolingof TC4alloy a larger temperature difference betweenits center and surface and phase transition can be easilyproduced due to its smaller coefficient of heatconduction compared with other metal materials,which leads to a formation of thermal stress in thisworkpiece.The combined impacts cause plastic…     

The effect of machined topography and integrity on fatigue life

The paper reviews published data which address the effect of machining (conventional and non-conventional processes) and the resulting workpiece surface topography/integrity on fatigue performance, for a variety of workpiece materials. The effect of post-machining surface treatments, such as shot peening, are also detailed. The influence of amplitude height parameters (Ra, Rt), amplitude distribution (Rsk) and shape (Rku) parameters, as well as spatial (Std, Sal) and hybrid (Ssc) measures, are considered.There is some disagreement in the literature about the correlation between workpiece surface roughness and fatigue life. In most cases, it has been reported that lower roughness results in longer fatigue life, but that for roughness values in the range 2.5–5 μm Ra it is primarily dependent on workpiece residual stress and surface microstructure, rather than roughness. In the absence of residual stress, machined surface roughness in excess of 0.1 μm Ra has a strong influence on fatigue life. Temperatures above 400 °C reduce the effects of both residual stress and surface roughness on fatigue, due to stress relieving and the change in crack initiation from the surfaces to internal sites. The presence of inclusions an order of magnitude larger than the machined surface roughness generally overrides the effect of surface topography.     

内皱发生的临界计算及校核条件

通过对球形和锥形零件在拉深过程中各部分的应力分析 ,得到了拉深过程中悬空区切向压应力最大值的计算公式 ,以此作为引发内皱的条件 ,在保证工件不被拉裂的前提下 ,建立了临界计算公式。     

热处理工艺对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金机械性能的影响研究

Al-Zn-Mg-Cu系铝合金属于时效强化合金,主要靠析出硬化来提高强度.以Al-Zn-Mg-Cu系中的7039铝合金为实验材料,进行析出硬化热处理研究.采用T4、T6、T73、T76等4种不同的热处理工艺条件与4种不同的淬火方式(冷水、沸水、热油、鼓风)分别进行实验,并对每组工艺参数处理下的试片进行硬度测量,找出最佳的热处理工艺参数.研究结果表明:采用T73的时效处理可得到较高的硬度值,淬火方式对铝合金的硬度影响较小,但鼓风淬火明显低于其它三种方式.由于固溶处理后合金表面处在压应力状态内部处在拉应力状态,因此应采用较为缓和的淬火方式,如沸水淬火和热油淬火,以减小工件的内应力.     

18CrNiMo7-6钢高速外圆磨削残余应力和硬度的试验分析

针对18CrNiMo7-6渗碳钢工件,以砂轮线速度vs、工件转速nw、砂轮径向进给速度vfr和砂轮CBN磨料粒度为变量设计单因素试验,分别采用X射线残余应力分析仪和显微硬度计对工件的表面残余应力和硬度进行检测.结果表明:高速外圆磨削可为18CrNiMo7-6渗碳钢工件的表面引入残余压应力,X方向的压应力小于Y方向的压应...     

碾压强化有限元建模及分析研究

碾压是强化金属表层的一种重要且很有发展潜力的强化方法,工件表层经碾压变形强化后会表层留有应力,能提高表层硬度和强度,同时还能改善工件表面粗糙度.对装备构件进行碾压模拟,模拟结果显示工件表层经碾压后产生较高应力且内部状态无明显变化,强化效果明显.接着改变下压量进行模拟,发现在一定范围内,随下压量增大,碾压强化效果愈好.     

Recess swaging method for manufacturing the internal helical splines

With the advantages of minimized stress concentration and allowing a combination of rotation and axial motion, internal helical splines have been widely used in automotive and aeronautic industries. However, this type of splines can only be manufactured using machining or extrusion method. This paper studied the recess swaging method, a net-shape forming process, for manufacturing the internal helical splines. In order to investigate the deformation tendency of workpiece along the thickness direction, Finite Element (FE) simulations and experiments were firstly performed on the recess swaging of tube without mandrel. Results show that the stress state in the forging zone is triaxial compressive except for the tensile axial stress at the inner surface of the tube. Moreover, during the recess swaging process material mainly flows along the axial and thickness direction, but the axial flow dominates. With increasing the reduction in outer radius and the wall thickness, metal flow along the axial direction increases but along the thickness direction decreases. Furthermore, based on the fundamental research on recess swaging experiments and FE simulations on the recess swaging method for manufacturing the internal helical splines were conducted. After the recess swaging, the hardness at the bottom of the tooth improved approximately 56.9%, while that at other zones increased 41%. The strength and the wear resistance of tooth were also improved. In summary, the recess swaging process provides an effective method for manufacturing the internal helical splines.     

基于ANSYS概率设计系统的电弧切割参数敏感性分析

为研究切割电流、切割速度、工件厚度和有效加热半径对低合金钢电弧切割质量的影响,建立了基于ANSYS概率设计系统的电弧切割参数敏感性分析模型.以低合金钢2Cr13为研究对象,通过施加移动高斯热源模拟电弧切割过程,研究了工件温度场和应力场随各参数的变化规律.采用响应面概率设计方法分析了温度场和应力场对各切割参数的敏感性,结果表明,切割电流和切割速度对电弧切割质量影响较大,有效加热半径和工件厚度影响较小;切割电流和工件厚度对温度场为正影响,切割速度和有效加热半径对温度场为负影响;切割电流、工件厚度和有效加热半径对应力场是正影响,切割速度对应力场是负影响.文中模型对低合金钢电弧切割工艺设计具有重要的借鉴和指导意义.     

基于分段热边界的杆件连续淬火过程的数值模拟

提出了一种针对连续淬火过程数值模拟的分段热边界方法,并得出了模型分段判据。以30CrNi3MoV钢多孔杆件为例,采用MARC软件对其进行了水淬模拟,得到了温度场、应力场、组织分布比例与硬度场。模拟结果表明,分段热边界法较整体热边界淬火模拟更符合实际工况,且工件内部温度随入水深度的增加而降低,工件应力由工件前端向后端衰减;淬火后的表面硬度为51.9~53.7 HRC,心部硬度为36.8 HRC,其与工件实际淬火后的硬度差最大不超过10%;孔偏向中心的畸变量为0.18~0.20 mm,工件长度的畸变量为1.85 mm,孔和工件的畸变量相差在5%以内。该结果验证了分段热边界方法的准确性。