热锻模连续工作状态下的温度场

使用FGM设计制造锻制钢锻件的热锻模,需要全面深入掌握热锻模在实际工作时的温度场、应力场及应变场的分布和变化规律.为此目的,用DEFORM-2D软件对轿车前轮毂热锻模的全工作过程进行了连续仿真,得到了热锻模从第一次工作循环过渡到热平衡状态下的温度场的变化过程和变化规律,对热锻模在热平衡状态下的温度场进行了定量分析和描述,首次揭示了热平衡状态下的温度场与初始温度场之间的对应关系和巨大差异,指出热锻模设计选材时应以热平衡状态下的温度场为依据.     

热锻模碳氮共渗—强韧化复合处理的研究及应用

本文在热锻模散失效分析的基础上,提出了一种以在淬火加热过程中碳氮共渗和高温淬火 高温回火为主要特点的热锻模碳氮共渗——强韧、化处理工艺,并进行了对比试验。试样试验表明,新工艺的高温硬度、热循环稳定性、高温抗氧化性、室温磨损抗力以及室温和高温裂纹冲击韧性均有改善,热磨损抗力大幅度上升,但热疲劳抗力下降。现场使用证实,经新工艺处理的模具,由于表层与心部性能取得良好配合,平均寿命可提高一倍以上。     

功能梯度材料的数字散斑相关方法实验研究

利用数字散斑相关方法对功能梯度材料I型静态断裂特性进行实验研究,并利用有限元软件进行数值模拟.首先通过在环氧树脂中添加玻璃微珠,利用重力沉降法制备功能梯度材料试件.为对比材料梯度对静态断裂行为的影响,准备了三种梯度变化规律的试件.然后对功能梯度材料试件进行3点弯曲实验,通过CCD采集试件散斑场,利用数字散斑相关方法计算应力强度因子.通过与有限元模拟结果进行对比,验证了实验结果的正确性.最后分析不同梯度变化规律对材料断裂性能的影响,证明材料弹性梯度对位于弹性模量较小边的静态裂纹具有保护作用.     

C/SiC陶瓷基梯度点阵复合材料结构传热性能

针对高速飞行器的防热需求,设计了C/SiC陶瓷基梯度点阵热防护结构。基于离散坐标辐射模型和层流模型,建立了传导、辐射、对流换热耦合条件下梯度点阵结构的三维传热模型,提出了梯度点阵结构传热系数的计算方法。为保证计算方法的正确性,对点阵结构高温传热的数值计算方法进行了对比验证,数值计算结果与实验结果具有很好的一致性。最后探讨了高温环境和材料细观结构尺寸变化对C/SiC陶瓷基点阵结构传热系数的影响,提出了C/SiC陶瓷基梯度点阵结构设计和使用过程中需要重点考虑的因素。     

细观结构参数对功能梯度压电板的力场和挠度场的影响

假定功能梯度压电材料的物性参数沿着厚度方向,按照幂函数、e指数函数及正弦函数3种不同的梯度模型分布,从三维电弹性耦合的基本方程出发,采用层合模型并利用状态变量法对功能梯度压电板的应力场和挠度进行分析.分别考虑作用机械荷载和电荷载,并且在此基础上分析了不同的材料组份和几何尺寸对功能梯度压电材料的板得力场和挠度场的影响,并对数值结果进行了对比分析研究.为功能梯度压电结构设计及材料优化提供一定参考依据.     

自蔓延高温合成法制备梯度功能材料(一)——对TiB_2-Al系的探索性研究

梯度功能材料是日本科学家于五年多以前提出的新设想和新思想。本文进行了自蔓延高温合成法制备剃度功能材料的探索性试验。探针线扫描分析、x射线衍射分析和电镜显微分析表明,制备的样品具有预先期望的剃度组成分布。     

转向节预锻下模热锻过程中的磨损研究

针对J11型转向节预锻下模,建立Archard磨损模型,运用有限元软件Deform-3D模拟转向节预锻下模热锻过程中磨损深度的变化规律,考察下模预热温度、上模运行速度对下模磨损深度的影响。结果表明:预锻下模的磨损主要分布在飞边槽、下模圆角区域;随着下模预热温度和上模运行速度的增大,下模最大磨损深度均呈先减小后增大的变化规律;在下模预热温度250℃,上模运行速度150 mm/s的条件下,下模最大磨损深度较小,选取合理的工况参数能够有效提高模具的使用寿命。     

枪管温度场和热应力的研究

目的 研究大口径高射机枪在连续发射过程中枪管的温度场和热应力、应变的变化规律。方法 利用有限元分析法，通过物理模型和有限元模型的建立以及边界条件的处理等，在数值上对枪管的温度、温度梯度和热应力，应变变化规律进行分析。结果 得出大口径高射机枪在连续发射过程中，距内膛不同距离上的温度、温度梯度、温度等效应力，应变随时间的变化规律。结论 在连续发射过程中，热作用对管壁中应力应变的影响是先由次要因素上升为主要因素的，而非一开始就是其主要影响因素，所以在连续发射时，热作用是枪管壁内应力、应变的主要来源，也是枪管破坏的主要原因。     

枪管温度场和热应力的研究

目的　研究大口径高射机枪在连续发射过程中枪管的温度场和热应力、应变的变化规律 .方法　利用有限元分析法 ,通过物理模型和有限元模型的建立以及边界条件的处理等 ,在数值上对枪管的温度、温度梯度和热应力、应变变化规律进行分析 .结果　得出大口径高射机枪在连续发射过程中 ,距内膛不同距离上的温度、温度梯度、温度等效应力、应变和全等效应力、应变随时间的变化规律 .结论　在连续发射过程中 ,热作用对管壁中应力应变的影响是先由次要因素上升为主要因素的 ,而非一开始就是其主要影响因素 .所以在连续发射时 ,热作用是枪管壁内应力、应变的主要来源 ,也是枪管破坏的主要原因 .     

高温岩体热流固耦合损伤模型及数值模拟

高温岩体地热开发过程中存在渗流场、应力场、温度场3场耦合效应。针对目前考虑损伤作用和热对流影响的3场耦合模型、关于热储层特别是人工储留层周围高温岩体的热破裂、温度场的变化和热对流交换规律的研究以及原位试验方面的资料较少的现实,建立了高温岩体热流固耦合损伤模型,并将上述模型用于高温岩体地热开发中。通过数值模拟,揭示高温岩体地热开发过程中高温岩体的热破裂机理、温度场、渗流场的变化规律以及人工储留层中热流体的对流规律,所得研究成果对高温岩体地热开发具有理论意义和实用价值。     

精铸模具钢热锻模的应用及寿命的提高

为了稳定和提高精铸热锻的使用寿命,研究了其失效形式和机理。研究结果表明:材质及工艺决定了精铸热锻模具呈现不同的失效形式和寿命。不恰当的材质及工艺导致热锻模具出现早期断裂失效,失效形式不合理,寿命较低。经改进材质及工艺后,热磨损、塑性变形为主要失效形式,而未出现早期断裂失效,寿命得到明显提高,稳定在6000~7000件,高于锻造模具钢80%以上。     

Ni60-SiC coating prepared by plasma spraying,plasma re-melting and plasma spray welding on surface of hot forging die

In order to produce the hear-resistant inner layer of hot-forging die, plasma spraying and plasma re-melting and plasma spray welding were adopted. Substrate material was W6Mo5Cr4V2, including 10%, 20%, 30% SiC ceramic powder used as coating material to obtain different Ni-based SiC alloys coating. Micro-structure and micro-hardness analysis of the coating layer were followed, as well as thermophysical properties for the coating layer were measured. The experimental results show that the coating prepared with 70% Ni60, 30% SiC powder has best properties with plasma spray welding, in which the micro-hardness can achieve 1100 HV, meanwhile can improve the thermal property of hot-forging die dramatically.     

Preparation of Ni60-WC coating by plasma spraying, plasma re-melting and plasma spray welding on surface of hot forging die

In order to produce the hear-resistant inner layer of hot-forging die, the plasma spraying and plasma re-melting and plasma spray welding were adopted. Substrate material was W6Mo5Cr4V2, including 10%, 20%, 30% tungsten carbide (WC) ceramic powder used as coating material to obtain different Nickel-based WC alloys coating. Micro-structure and micro-hardness analysis of the coating layer are conducted, as well as thermophysical properties for the coating layer were measured. The experimental results show that the coating prepared with 70%Ni60, 30%WC powder has the best properties with plasma spray welding, in which the micro-hardness can achieve 900HV, meanwhile it can improve the thermal property of hot-forging die dramatically.     

Thermal-rheology effect and temperature field of engineering polymers

The formation and evolution laws of the defect temperature field,heat dissipation in the process of defect evolution were studied.On the basis,the formation and evolution laws of the defect temperature field were investigated,the interaction among defects in the process of defect evolution was carried out.The numerical simulation of the temperature field of ABS was made.The results show that the process of defect evolution is one of energy dissipation,in which the defect temperature field forms due to that its heat dissipation possesses fractal property and its fractal dimension not only relates to the interaction among the defects,but also is the function of time,this incarnates the efficiency of coordinated actions of striding over the different gradations in the process of defect evolution and among gradations.The increase of the local temperature with the increase of deformation-induced heating effect in ABS is obvious.Moreover,the shape of plastic zone and inner heat source density function has big effect on the temperature field.     

电渣重熔双金属热锻模的研究

电渣重熔双金属模块具有钢质纯洁、成分均匀、组织致密、各向异性小、良好综合性能等特点。研究和应用表明:平均使用寿命比德国进口和国产5CrNiMo、5CrMnMo锻制模块提高30～80％,而材料成本却降低30％左右。这不仅有效地节约原材料,完满地完成以铸代锻,而且省去了锻造镦拔及专门对燕尾回火两道工序,取得显著经济效益。     

压铸模具温度场的数值模拟研究

在压铸模具传热过程合理简化的基础上,建立了压铸模具温度场的数学模型。采用商用软件ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ作为前处理软件,ＣＯＳＭＯＳ作为后处理软件,实现了对复杂压铸件模具的三维造型,网络剖分及模拟结果显示。运用直接差分法开发了相应的温度场软件,为进一步研究压铸模具热应力场奠定了基础。     

5CrMnMo钢复合热处理的研究

对热锻模具用钢5CrMnMo进行亚温淬火试验研究；通过拉伸、冲击、硬度、疲劳等试验与常规淬火相比，这些性能不但不降低，反而有提高；对经流软氮化处理的试样，又进行亚温淬火复合热处理。通过磨损试验表明，耐磨性有很大改善。最后通过金相、电子探针及断口扫描电镜分析，认为亚温淬火之所以能够提高钢的强韧性，其主要原因是由于在钢中保留一部分铁素体和晶粒细化的作用。     

自由模式下板料拉深成形性能试验研究

设计了圆筒形拉深试验模具和伺服压力机的三种自由模式,分析了自由模式下一个工作行程中完成多道次拉深成形时,各段次拉深距离下死点位置、速度比例对拉深极限高度的影响,总结了达到最大拉深高度的参数设置规律.试验结果表明,在伺服压力机下,采用多段工作模式,最大拉深高度可以提高20%~30%.靠近下死点时,应设置为低速拉深.试验中,速度设置为压力机正常速度的10%~20%,效果较好.     

铝电解槽焙烧启动过程热应力有限元分析

运用有限元软件AN SY S对300 kA铝电解槽焙烧启动过程一系列温度场下的热应力耦合场进行了数值计算,通过计算内衬外表面热膨胀压力,对槽壳变形和摇篮架工字梁上拱进行了分析,并讨论了内衬外表面热膨胀压力的变化规律,为铝电解槽焙烧启动过程仿真与优化提供了参考.     

热作模具钢的模拟热磨损试验方法的探讨

本研究选定 Tittagala法作为热作模具材料热磨损的试验方法,并对其模拟性作了改进。经过试验,该模拟试验方法能较好地反映热作模具的工作过程和磨损特征。在碳素钢——模具钢、铝合金——模具钢、铜合金——模具钢不同材料试样的摩擦付试验中,模具材料的高温磨损特性、表面磨损形貌与现场模具寿命、失效模具形貌有着较好的一致性。