双辊铸造热裂形成及工艺控制

作为铸造过程中最常见且较严重的缺陷,热裂对双辊铸坯的质量具有重要的影响。在对热裂形成机理进行总结与分析的基础上,结合双辊铸造过程中热裂的形成及其主要影响因素,从工艺上对热裂的控制进行探讨与综述,提出在双辊铸造热裂研究中有待加强的方面。     

医用泡罩包装容器热成型仿真及工艺参数优化

目的通过数值模拟技术,仿真某医用泡罩包装热成型容器在柱塞辅助热成型工艺过程中,不同时刻片材的厚度变化规律及分布情况,并验证有限元仿真模拟结果的可靠性。仿真拉伸头不同预拉伸深度下的热成型容器的壁厚分布情况,找出使壁厚分布更加均匀的最佳预拉伸深度值,以优化工艺参数。方法利用Solid Works软件建立了有限元模型,通过Ansys Polyflow软件仿真该医用泡罩包装容器的热成型工艺过程。并通过对实际热成型产品进行热成型实验,验证了有限元仿真模拟结果的可靠性。结果仿真值与实验值的相对误差约为2%,仿真结果与实际情况大体一致,仿真结果比较可靠。结论通过有限元仿真模拟得到该医用泡罩包装制品的最佳热成型预拉伸深度值为6.5 mm。     

肋板鼓风式冻结装置中食品热负荷计算的数学模型

食品在冻结中热负荷是随时间变化的，压缩机的制冷量如何与食品热负荷相匹配以达到节能目的是很重要的。要实现冷量的匹配必须建立冻结过程中食品热负荷的数学模型。本文在求取食品热负荷数学模型时，选择肋板鼓风冻结装置为试验手段，用一维焓值法列方程，然后用有限差分数值解法进行求解，并借助计算机回归求出食品热负荷Ｑ３＝Ｑ３（Ｔ）方程，这为实现压缩机制冷量与食品热负荷动态变化相匹配的自控系统设计提供可靠依据。     

自然对流板肋热沉的三维数值结构优化

为提高热沉自然对流换热性能,利用ICEPAK软件对基板水平放置和基板竖直放置的两种放置取向的板肋热沉进行了数值模拟和结构优化。首先,通过与前人的实验结果进行对比,验证了数值模型的合理性;然后对一系列不同结构参数的热沉进行数值模拟,通过对比其散热性能寻找最优的热沉结构。热沉几何参数变化范围为肋片厚度1~15mm,肋片间隙6.75~33.75mm,肋片高度55~1395mm。结果表明在每个肋片高度下都有一组最优的肋厚t和肋间隙s值;当肋片高度超过720mm值时,基板水平放置热沉的热阻趋于一个稳定值;基板竖直放置热沉的热阻随肋片高度的增加一直在减小。     

非光滑表面加工机器人建模及热辊压工艺研究

针对油气管道内壁涂层减阻结构加工问题,提出一种能在管道内壁涂层表面加工出仿生非光滑表面减阻结构的方法。建立管道内壁辊压加工机器人结构模型,对双凸轮组件运动情况进行动力学分析,结合材料的流动特性,分析聚合物涂层材料在玻璃态转化温度附近的流动特性,建立聚合物黏弹性数学模型,利用黏弹性模型描述聚合物涂层的流变行为,采用数值模拟方法,研究热辊压过程中控制参数对热辊压后表面质量的影响,在辊压速度为0.5、1.0、1.5 rad/s三种情况进行辊压实验。结果表明:聚合物材料的流动变形量在保持温度不变的情况下,随着时间的增加而增加,在结束时刻,涂层凹坑形貌的回弹现象伴随着温度的降低而停止;在恒定辊压速度下,聚合物涂层凹坑的复制率随温度的升高而增大,温度较高时,蠕变速度加快,在辊压温度为150℃的2T/3时刻,聚合物涂层凹坑的形貌效果最佳,在辊压温度较低时,延长保压时间可达到相同的填充效果;在辊压速度为0.5 rad/s时,辊压后凹坑形貌与理想凹坑形貌最为接近,表现出较好的聚合物时间依赖性。     

辊速和喷射压力对磁粉及热流变磁体的影响

对快淬磁粉进行热压/热流变处理已成为制备高性能各向异性NdFeB磁体的一种重要方法,快淬粉的成分和结构极大地影响了磁体的热流变能力和磁性能。研究了辊速和喷射压力,对快淬磁粉结构和最终热流变磁体磁性的影响。提高辊速可以细化晶粒和增加快淬磁粉中的非晶含量,但非晶含量较高会不利于磁体热流变过程的晶粒取向和织构形成;而辊速较低会使快淬磁粉的晶粒尺寸较为粗大,降低其热流变能力和织构形成能力,最终降低热流变磁体的剩磁和最大磁能积。适合进行热流变处理的快淬带晶粒尺寸为25~40nm。减小喷射压力也可以细化晶粒,但不影响快淬磁粉的非晶含量。当喷射压力0.07 MPa时,快淬粉的XRD谱出现新的衍射峰,可能为亚稳相,其含量随喷射压力的减小而增加。新相的出现和含量的增加使得热流变磁体的剩磁、矫顽力和最大磁能积都降低。获得的最佳快淬工艺为辊速25m/s,喷射压力为0.07MPa,该条件下制备的热流变磁体磁性能为Br=1.29T,(BH)m=298.5kJ/m3,Hcj=920.17kA/m。     

基于遗传算法的空调用湿式热回收装置的优化研究

空调用湿式热回收装置的结构设计对其使用的经济性有重要影响.本文运用新的最优化方法--遗传算法,针对空调用湿式热回收装置的经济性问题进行分析,建立了优化设计数学模型,并对新、排风风量为0.18kg/s的空调用湿式热回收装置进行了优化求解.探讨了其经济性随各结构参数变化的规律.研究结果表明:遗传算法可以很好地实现空调用湿式热回收装置的优化;得出了空调用湿式热回收装置的最优化结构;随各结构参数的变化,目标函数呈抛物线变化规律.该研究对于空调用湿式热回收装置的设计有一定的参考价值.     

基于遗传算法的空调用湿式热回收装置的优化研究

运用优化方法—遗传算法,针对空调用湿式热回收装置的经济性问题进行分析,建立了优化设计数学模型,并对新、排风风量为0.18kg/s的空调用湿式热回收装置进行了优化求解;探讨了其经济性随各结构参数变化的规律;得出了空调用湿式热回收装置的优化结构,随各结构参数的变化,目标函数呈抛物线变化规律。研究结果表明:遗传算法可以很好地实现空调用湿式热回收装置的优化。该研究对于空调用湿式热回收装置的设计有一定的参考价值。     

汽车前围板冲压数值模拟及工艺参数优化

针对汽车覆盖件冲压过程变形复杂的特点,对某型号汽车前围板零件拉深过程进行数值模拟,分析压边力及拉延筋的变化对该零件成形效果的影响.通过成形极限图优化压边力及拉延筋,最终获取该零件拉深工序合适的工艺参数,为汽车覆盖件冲压工艺提供快速、有效的设计方法.     

PHS1800热成形钢电阻点焊接头截面特性及工艺优化

目的 研究不同参数下PHS1800热成形钢电阻点焊接头截面特性及其工艺。方法 利用金相显微镜、扫描电子显微镜和万能试验机,对点焊接头的焊点熔透率、压痕率、熔核直径、压痕直径及拉伸性能进行测试。结果 随着焊接时间的增加,各截面特性总体呈线性增长的趋势,当焊接时间超过0.6 s时,接头熔核直径减小;随着焊接电流的增大,各截面特性整体呈上升的趋势,当焊接电流为11.5 kA时,熔透率达到峰值,继续增大焊接电流,压痕率迅速上升;随着焊接压力的增大,熔透率增至59.17%后不断减小,压痕率不断增大,熔核直径与压痕直径无明显变化。基于三因素八水平正交实验,确定点焊接头最大拉伸载荷为16.54 kN,其断口为脆性断裂。结论 焊接时间和焊接电流对点焊接头截面特性的影响较为显著,拉伸性能受焊接电流的影响最大。实验得到了成形良好的焊接接头,最优参数如下：焊接时间为0.6s,焊接电流为11.5 kA,焊接压力为2.0 kN。本实验可为热成形钢在汽车加工中的应用提供理论基础和技术支持。     

热成形钢22MnB5的Q&P工艺

采用盐浴法对热成形钢22MnB5进行了Q&P工艺(quenching and partitioningprocess)处理,研究了淬火终点温度、分配温度和分配时间对试验钢的显微组织、力学性能和残余奥氏体含量的影响。结果表明:Q&P工艺处理22MnB5钢的显微组织主要为马氏体和残余奥氏体组织,同时有一定量的碳化物析出,随着淬火终点温度和分配温度的升高或分配时间的延长,马氏体和碳化物的微观形貌会发生变化;在淬火终点温度和分配温度为325℃,分配时间为60s时得到的试样强塑积最高,达到20435MPa.%;试样的拉伸断口都显示出良好的韧性断裂特征;XRD分析表明,在Q&P工艺处理后试验钢的残余奥氏体含量可达5.5%。     

基于AUTOFORM模拟的顶盖前边梁加强板热冲压工艺

目的 研究顶盖前边梁加强板热冲压成形过程中不同参数对零件成形的影响规律,为生产提供技术指导。方法 通过AUTOFORM模拟零件热成形过程,并对模拟结果对比分析,得到了板料尺寸、成形温度、保压时间、成形压力、冷却时间等工艺参数对成形性能的影响。结果 优化了板料尺寸及板料定位,并通过调节模具间隙保证了零件的成形性,得到零件最大减薄率小于15%,平均抗拉强度达到1450 MPa,平均硬度达到HV475,从而确定了顶盖前边梁加强板的热冲压工艺。结论 结合此有限元分析方法试制出抗拉强度大于1450 MPa的合格零件,为此类零件批量化生产提供理论依据。     

超高强钢热冲压工艺信息化管理系统搭建研究

目的 解决超高强钢热冲压工艺参数多且参数调整范围大,造成热冲压工艺设计难度大的问题。方法 以微软SQL Server数据库和ASP.Net Core为平台,通过Visual Studio C#集成开发环境进行B/S（浏览器/服务器）架构程序开发。结果 实现了集成普通板、补丁板、拼焊板、软硬分区板、不等厚板、其他板共6类板材,15种零件类型,以及相关的零件信息、产品要求、制造工艺、材料属性、供应商、产线、设备等7类数据信息的超高强钢热冲压工艺信息化管理系统软件。结论 该系统实现了超高强钢热冲压工艺数据录入与存储,多种数据信息相互关联、按需检索与联合查询以及用户管理和维护功能,为国内超高强钢热冲压工艺技术研究与产品开发提供系统架构参考。     

烫金工艺在水性油墨印品中的应用

目的通过研究烫金温度、压力和时间等工艺条件不同时对水性油墨印品烫金图案抗氧化性能的影响,以提高印品烫金质量。方法实验研究并制备适合烫金的水性黑色油墨,通过凹版印刷在单面铜版纸表面采用不同的烫金条件进行烫印,研究烫金图案的抗氧化性能。结果当烫金温度为100℃、烫金时间为2 s、烫金压力为4 N时,水性油墨印品烫金图案抗氧化性能最佳。结论烫金温度、时间、压力对水性油墨印品烫金图案抗氧化性能影响较大。     

某车型后防撞梁热冲压工艺研究

目的研究复杂热成形零件——后防撞梁的热冲压成形工艺。方法通过计算机成形仿真分析防撞梁的成形性,并获得零件的减薄率分布;利用根据仿真过程设计的热成形模具进行防撞梁零件热冲压生产,对实际成形后的零件割样进行性能检测,包括拉伸性能测试、金相组织测试和硬度测试,验证零件的性能。结果利用该工艺生产的零件尺寸稳定且性能良好,最大减薄率为14.9%,最大增厚9.7%;断后伸长率≥5%,镀层厚度为30～50μm,芯部组织为完全马氏体,硬度大于HV400。结论仿真技术能够指导热冲压工艺设计和模具设计,为复杂零件的热冲压工艺及模具设计提供参考。     

Semi-hot Stamping as an Improved Process of Hot Stamping

Reducing the forming load,deletion of springback,increasing the formability of sheets as well as producing high strength parts are the main reasons to apply hot stamping process.Hot stamping process and 22MnB5 steels are the state of the art process and grades,respectively;however novel processes and steel grades are under considerations.In the current research,behavior of the steel grade MSW1200 blanks under semi and fully hot stamping processes was characterized.During semi-hot stamping process,the blank was firstly heated to a temperature of about 650℃ and then formed and quenched in the die assembly,simultaneously.Microstructure and mechanical properties of semi and fully hot stamped blanks were studied and the results were compared with those of normally water/air quenched blanks.The hot stamped blanks attained the strength values as high as water quenched blanks.The highest ductility and consequently,the best formability were achieved for the blank which had been semi-hot stamped.It was concluded that for the mentioned steel,semi-hot stamping process could be considered as an improved thermo-mechanical process which not only guaranteed a high formability,but also led to ultra high strength values.     

22 MnB5 钢板热冲压工艺数值模拟及试验

目的研究热冲压过程中板料的温度变化及相变情况。方法采用Abaqus软件建立了热力耦合模型,对U形件热冲压成形及冷却淬火过程进行了数值模拟,分析了板料及模具的温度分布变化,并研究了板料不同区域的冷却速率,最后进行了热冲压试验。结果研究结果表明,板料经冷却淬火后,温度分布均匀,且冷却速率均大于临界冷却速率,板料可以发生完全马氏体相变。结论板料的底部冷却速率最快,淬火后为分布均匀的、细小的马氏体组织,最终通过热冲压试验验证了模拟结果的准确性。     

基于遗传算法的热轧生产过程多目标优化

针对热轧生产过程中的板坯出库策略问题,建立了旨在减少板坯倒垛量和板坯温降程度的多目标模型;针对问题的特点,提出了基于遗传算法的求解算法.算法能够根据目标的重要性调节加权参数的大小,以便根据应用中的实际情况调整优化的重点;通过在迭代过程中引入启发式变异算子,来提高算法的收敛速度.最后通过数值实验验证了算法的可行性和有效性.     

新型超高强度热冲压用钢的热变形行为及本构关系

利用Gleeble-1500D热模拟机对新型超高强度热冲压用钢22MnB5Nb进行等温单向拉伸实验,研究了其在变形温度为650~950℃,应变速率为0.1,1.0,10s~(-1)下的热变形行为,并采用3种本构分析方法,即基于传统拟合回归方法的Arrhenius型、考虑材料常数应变补偿的Arrhenius型和本工作新提出的基于Quasi-Newton BFGS算法的Arrhenius型本构方程来描述22MnB5Nb钢的热变形行为。结果表明:22MnB5Nb钢表现出典型的加工硬化和动态回复软化行为,变形温度与应变速率均对其流变应力有较大影响;3种方程均可以准确预测实验钢的峰值流变应力,其中,Quasi-Newton BFGS算法具有可一次性求解所有材料参数、求解步骤简单和预测精度最高(R=0.99578,Re=11.03MPa,E=2.48%)的特点,考虑材料常数应变补偿的Arrhenius型本构方程预测精度相对较低,但能直接预测不同变形条件下的流变应力曲线且可以较好地预测变形过程中的加工硬化效应、动态回复软化效应和应变速率强化效应。     

筒形件毛坯热冲压成形过程数值模拟

针对某厚壁深孔筒形件,借助三维有限元模拟软件Deform-3D,对其成形的压型、冲盂和拔伸等3个工步进行模拟,分析得到各工步变形特点。结果表明,压型即将结束时载荷急剧升高,坯料底部转角处和凸台未完全充满,未充满部位在冲盂工步即将结束时得以充满;冲盂时凸模端部以下一部分锥形金属由于受摩擦作用不参与变形,随凸模刚性下移;拔...