板材粘性介质压力成形粘性附着力影响因素试验研究

针对粘性介质压力成形过程是粘性介质与板材耦合的变形过程,不易确定板材在粘着应力作用下变形行为的情况,自行设计了粘性附着力拉伸试验装置,将粘着应力作为板材拉伸力,直接测量粘着应力对板材变形的作用。采用聚甲基乙烯基聚合物作为成形传力介质,初步研究了粘性附着力拉伸过程板材受到的粘性介质粘性附着力对板材变形的影响以及粘性附着力的影响因素。试验结果表明,增大板材表面压力差、提高粘性介质流动速度及提高粘性介质压力有利于提高粘性附着力的作用。研究结果可为合理利用粘性附着应力作用,提高板材成形性提供理论基础。     

镁合金板材温热变形机理及温热成形技术

镁合金温热成形工艺具有较好的应用前景,是实现轻量化的重要途径,但镁合金温热成形机理需要进一步深入研究。通过电子背散射衍射(Electron back scatter diffraction,EBSD)原位跟踪观测方法,针对100～230℃范围,对轧制镁合金板材在单向压缩和单向拉伸变形时的变形机理进行系统研究和定量分析。分析镁合金板材在不同条件下的力学性能、织构转变特点、孪晶与滑移系启动规律,揭示不同变形条件下镁合金板材的塑性变形机理。研究结果表明,镁合金板材在变形过程的力学性能变化、织构演化和晶粒取向变化在很大程度上取决于孪晶参与变形的比例。镁合金板材在170℃具有较高的塑性成形能力,该温度下的大量锥面滑移系启动有利于协调轧板在厚度方向的变形。根据已获得镁合金板材变形机理,为镁合金板件冲压成形工艺提出建议。提出镁合金板件温热成形工艺,开发若干典型镁合金板件产品。     

镁合金板材温热电磁复合成形试验研究

由于节能、环保的需要,轻量化已成为现代结构设计的主流趋势,作为最轻的金属结构材料,镁合金受到强烈的关注.但由于其室温塑性较差,现有产品主要采用压铸法制造.由于镁合金板材在200～400℃时表现出良好的塑性,因此温热成形成为一种很好的方法;电磁成形是一种高能高速率成形工艺(应变速率大于103～10s-1),能显著提高金属板材的成形性能,并且不需要润滑.充分利用温成形与电磁成形的复合优势来提高镁合金板材的成形性能,研究电压、电容、温度等工艺参数对镁合金板材温热电磁胀形高度的影响规律,结果表明:在一定的范围内提高电压或增加电容,胀形高度得到提高;增加电压比增加电容能更有效地提高胀形高度;在相同的放电能量下,成形温度提高时,板材胀形高度先降低(θ＜150℃)然后增加(150℃＜θ＜230℃);随着成形温度增加,极限胀形高度增加,但所需的放电能量增加.     

AA5083管件颗粒介质非均匀内压温热胀形工艺性能解析

基于管件热单向拉伸试验、颗粒介质传压性能试验和外摩擦因数试验,分析了采用温热颗粒介质压力成形工艺时,在非均匀内压下AA5083管材自由胀形区的受力情况,探讨了颗粒介质与管件内壁摩擦作用对管件胀形区壁厚分布和胀形极限的影响。理论分析和工艺试验表明,温热颗粒介质压力成形工艺中颗粒介质与管坯之间存在的有益摩擦有效抑制了管件减薄,提高了管件胀形极限。     

小型桥壳液压胀形初始变形条件分析及成形试验

介绍了小型汽车桥壳的液压胀形工艺,提出了初始胀形内压的表达式,预测了初始胀形内压与轴向推力的匹配关系（即经向应力比的大小）对预胀形时各部分变形顺序的影响。在普通液压机上进行了两种加载路径下的液压胀形试验,在初始经向应力比小于零并保持恒内压的条件下,预胀形管坯先变形成两侧高、中部低的双鼓形,经增压后将中部胀起;在初始经向应力比大于零且内压恒定的条件下,预胀形管坯中部沿轴向胀裂;两种加载路径下,管坯扁锥体凸起与胀形区之间均产生了明显内凹缺陷。理论分析与试验结果均表明,初始变形条件对小型桥壳的预胀形有重要影响。     

盒形件固体颗粒介质板材成形工艺研究

固体颗粒介质板材成形工艺是采用固体颗粒微珠代替刚性凸(凹)模(或弹性体、液体)的作用对板材拉深成形的新工艺。选用非金属固体颗粒介质——GM颗粒作为研究对象,以固体颗粒介质在高应力水平下的体积压缩试验和摩擦强度试验为基础,应用散体力学理论中扩展的Drucker-Prager线性模型构建固体颗粒介质有限元材料模型。以具有非轴对称性的方盒形件为代表,进行固体颗粒介质成形工艺的有限元模拟,研究成形过程中板材的流动特征和壁厚分布规律。工艺试验成功得到方盒形零件,将加载曲线、成形过程变形特征和壁厚分布曲线与数值模拟结果比对较为吻合。分析表明,采用以散体力学为基础建立的固体颗粒介质材料模型进行工艺模拟,能够得到与试验较为接近的变形特征和力能参数,可以应用于制定工艺方案的依据,为该技术在板材成形中的应用起到指导和借鉴作用。     

铝合金球壳液压胀形试验研究

研究了板厚1.5mm的3A21O铝合金板材和焊接接头的塑性成形能力,进行了铝合金球壳的整体液压胀形实验。实验结果表明:在保证焊接质量的前提下,铝合金球壳的胀形过程能够顺利进行。分析了壳体胀形过程中的变形和应力分布规律,从理论上给出了球壳的胀形屈服应力和开裂应力,最后采用动态显式有限元分析软件LS-DYNA给出了壳体的壁厚分布。     

筒形薄壁零件胀形方法及胀形夹具设计

本文基于生产现场实践和板材成型理论对航空发动机上的筒形薄壁零件的胀形工艺方法及所采用的增力胀形夹具设计结构做了介绍。     

高速动压式胀圈密封温升变形及试验研究

针对高速旋转机械的高转速、低磨损和长寿命的要求,研制出非接触且磨损小的动压式胀圈密封,但是当密封设计不当时,密封环变形会严重影响其密封性能和稳定性,因此,本文针对动压式胀圈密封结构参数对温升、变形的影响展开分析。利用有限元分析软件建立流固热耦合分析模型,通过数值模拟和试验相结合的方法分析胀圈动静环主要结构参数对密封环温升、变形的影响规律,基于响应面法对密封进行多参数结构优化。研制出动压式胀圈密封的试验样机及试验系统,并进行实际运转试验。结果发现,动压式胀圈密封可大幅降低密封温升和摩擦磨损,从而提高其密封性能和稳定性;减小螺旋角、选择合适的槽坝比可降低密封环的温度峰值和变形峰值;减小轴向厚度可降低密封环端面温度和变形,减弱端面温度分布和变形分布不均的程度;增大压差可降低切口间隙端面的最大变形和变形不均的程度,增加转速可降低主密封面变形峰值。研究结果为解决旋转设备轴承腔的高速密封难题提供了新思路和新方法,为动压式胀圈密封的结构设计提供参考,并促进其性能提升和工程应用。     

岩盐的蠕变变形规律及参数试验研究

以娄庄盐矿第16层岩盐为研究对象,采用单试件多级加载方式,试验研究了该岩盐的单轴蠕变变形特征。结果表明,岩盐的蠕变变形可以采用形如y=a（1-e-bx ）的指数函数描述,蠕变参数a和b可以用蠕变应力σ的幂函数来描述。岩盐的长期强度约为瞬时单轴强度的68%。     

汽车驱动桥壳液压胀形试验的失效研究

对0.75t汽车桥壳进行了液压胀形试验,分析了管件胀形的两种失效形式:胀裂和起皱。通过管件胀裂实验数据绘制出胀形极限图,并得到胀形系数和轴向应变之间存在线性比例关系Kr=l+δ-1.72ε2,揭示了管件材料的固有属性与外界加载条件对成形共同起着决定性作用。管件胀形中的起皱行为分为有益皱纹和有害皱纹。前者作为一种预成形方法能够为进一步成形聚集材料,管件成形的界限可得到扩大。     

复合管胀形成形极限研究

采用成形极限理论及塑性失稳理论，将单层管胀成形极限理论推广到复合管，对复合管胀形成极限进行了分析，提出了复合管胀形过程中发生分散性失稳及集中性失稳时极限应变的计算理论，计算并讨论了复合管组成材料的机械性能及厚比对胀形成形性的影响。     

Q235/AA5052复合凸环管颗粒介质胀形工艺研究

钢/铝复合管内衬的AA5052挤压铝管成形性能极差,室温下难以与外覆钢管协调变形至目标管件的形状要求。基于此,提出了挤压铝管退火处理、复合装配、颗粒介质胀形的工艺流程,使复合管胀形比达到1.40,成功制备了厚径比为3/102的复合凸环管件,最大减薄率不超过20%,满足产品技术要求。试验研究表明,AA5052挤压管材采取加热440℃保温60min的退火处理后成形性能最优,延伸率提高了3倍以上;复合管胀形过程中的壁厚分布规律与管层间摩擦因数相关,降低管层间摩擦作用能够抑制内衬铝管减薄,有利于复合管胀形极限的提高。颗粒介质胀形工艺对胀形管坯的尺寸精度要求较低,可采用通用设备和简便的模具装置实现成形工艺。     

AZ31镁合金板材成形极限及温热成形应变速度研究

AZ31镁合金板材的伸长率随着温度和高温下应变速度的变化而改变，所以在研究AZ31镁合金板材的温成形性能时，必须考虑温度和变形速度对其的影响。在本文中，在不同成形条件下，对板材进行半球形凸模的拉伸试验和强度测试试验，并结合有限元模型，分析了温度和应变速度对AZ31板材的温成形性的影响。     

减压法液压胀形护环内在成形规律的研究

作者提出了减压法液压胀形装置、成形原理、模具设计计算公式、内压建立过程的定性分析[1][2][3],曾与有关单位合作,经过多次的模拟试验和深入的理论研究,揭示了减压法液压胀形护环的内在成形规律。这些规律,对完成30万kW护环[4]和更大容量护环的研制任务,具有直接的理论和实际指导意义。其中,某些理论研究和实验通信班下,对该学科有一定价值。     

高速齿轮热变形修形的试验研究

高速齿轮在运转时沿齿宽方向和半径方向都会产生不均匀的温度场,并由此引起不均匀的热变形。为了确保有一个均匀的载荷分布,必须进行适当的齿向修形。本文介绍全尺寸全速高速齿轮试验台、高速齿轮温度测试技术、高速齿轮热变形齿向修形试验以及运用了热变形修形技术的齿轮箱实例。此外,本文还提供了一种确定高速齿轮热变形齿向修形量的计算方法。     

液压胀形汽车桥壳的数值模拟及其试验研究

用有限元方法对液压胀形的汽车桥壳进行了数值模拟,得出轴向压缩量与液体胀形压力间的合理加载路径.通过试验和模拟对比分析了第一次胀形时液体压力相对管坯轴向压缩量恒定不变、液体压力按轴向压缩量线性变化、极限失稳及胀裂的情况,揭示出起皱的主要原因是液体压力过低,起皱后不利于后续胀形,而胀裂的主要原因是液体压力过高;第二次胀形时试件退火是最终成形成功的重要影响因素.模拟结果与相同条件下的试验结果对比,最大误差5 9%.