基于Deform-3D和正交实验法的2A12铝合金等通道转角挤压工艺优化

在Deform-3D有限元数值模拟过程中应用正交实验设计方法,对2A12铝合金等通道转角挤压工艺进行优化设计,并系统分析不同工艺参数对挤压力和等效应变的影响规律。结果表明:摩擦系数与挤压角度对挤压力的影响较大;挤压角度和挤压速度对等效应变有较大影响。     

2A12铝合金电化学腐蚀行为研究

采取正交试验方法,利用极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)等电化学方法研究了2A12铝合金在不同溶液浓度、pH值以及温度的NaCl溶液中的腐蚀行为。试验结果表明,溶液浓度、pH值以及温度对2A12铝合金在NaCl溶液中耐腐蚀行为的影响依次为：pH值、温度、溶液浓度。2A12铝合金的耐腐蚀性能随着NaCl溶液浓度的增加而变差;NaCl溶液温度越高,腐蚀电流密度Icorr越大,合金耐腐蚀性能下降;溶液中性条件下,合金耐腐蚀性能最强,碱性条件下耐腐蚀性能最差;酸性条件下腐蚀电流密度Icorr随pH值的降低而增大,合金耐腐蚀性能减弱。     

管材无凹模冲孔数值模拟与实验研究

利用DEFORM-3D软件对管材无凹模冲孔进行了一系列有限元模拟，根据模拟得到的数据建立了数学模型，定量分析了管材无凹模冲孔时凹坑变形量的大小与钢管的直径、孔的大小、壁厚、材质和模具设计等工艺设计参数之间的关系，再根据实验测量值，修正了模拟偏差，得到了无凹模冲孔凹坑变形量与成形参数之间的数学公式，     

电测法研究温度对2A12铝合金应力腐蚀开裂的影响

用自制的电位监测应力腐蚀装置研究了温度对硬铝合金2A12(LY12)在3.5% NaCl水溶液中腐蚀裂纹扩展的影响.结果表明:温度越高,KISCC越小,2A12铝合金的腐蚀裂纹扩展越快;2A12铝合金在NaCl水溶液中的应力腐蚀断口形貌主要表现为沿晶断裂,并具有岩石状沿晶断裂特征.     

Cl-含量对2A12铝合金腐蚀行为的影响

通过干湿周浸实验、扫描电镜观察和x射线衍射分析研究了2A12铝合金在NaCl的质量分数不同的NaCl溶液中的腐蚀行为与规律.实验结果表明,2A12铝合金在五种NaCl不同含量的NaCl溶液中周浸480 h后,腐蚀动力学均服从幂指数关系,腐蚀形态为明显的局部腐蚀,主要包括点蚀和晶间腐蚀.在NaCl的质量分数为5%的NaCl溶液中,点蚀深度达到极大值.各实验条件下,腐蚀产物组成基本一致,主要含有AlO(OH),AlCl3和Al2O3等.     

管材无凹模冲孔数值模拟与实验研究

利用DEFORM-3D软件对管材无凹模冲孔进行了一系列有限元模拟,根据模拟得到的数据建立了数学模型,定量分析了管材无凹模冲孔时凹坑变形量的大小与钢管的直径、孔的大小、壁厚、材质和模具设计等工艺设计参数之间的关系,再根据实验测量值,修正了模拟偏差,得到了无凹模冲孔凹坑变形量与成形参数之间的数学公式.     

7050铝合金热挤压成形过程的有限元模拟

针对传统工程机械用销轴数量多、重量大、工况差等不足,以7050高强轻质铝合金代替传统钢质材料,采用DEFORM-3D有限元分析软件,对7050铝合金热挤压成形过程进行有限元数值模拟,分析了挤压载荷、金属流动速率、等效应变、等效应力和温度场等参量的变化规律。结果表明,销轴的热挤压变形过程可分为4个阶段,即挤压填充阶段、开始挤出阶段、稳定挤压阶段和终了挤压阶段;工件内部等效应变分布横向均匀性较好,除了尾部变形不均匀外,其他部位应变分布基本一致;在挤压凹模模口处形成死区,工件内部等效应力达到最大值。     

阳极氧化时间对2A12铝合金剥落腐蚀性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)以及膜厚测量等分析测试方法研究了不同阳极氧化时间对2A12铝合金抗剥落腐蚀性能的影响。结果表明：随着阳极氧化时间延长,氧化膜厚度逐渐增加,其抗剥落腐蚀性能越好。当阳极氧化时间从30 min延长至60 min时,氧化膜厚度从2.43 μm增大到4.72 μm,膜厚标准差从0.75减少至0.52。但是当阳极氧化时间超过60 min后,氧化膜厚度增长趋势缓慢,膜厚标准差逐渐趋于一水平值。宏观、微观形貌综合分析结果表明,当阳极氧化时间为60 min时,2A12铝合金的耐腐蚀性能最好。     

基于浮动凹模和分流原理的圆柱直齿轮冷精锻成形过程有限元模拟

圆柱齿轮冷精锻成形时变形抗力高,流动性差,齿形填充困难,模具磨损严重,寿命低,阻碍了冷锻工艺的推广。以大模数重卡汽车用圆柱直齿轮为研究对象,利用分流原理结合浮动凹模结构设计了直齿轮预锻及终锻二步工艺方案及模具工装;在此基础上,利用DEFORM-3D软件建立了圆柱直齿轮的冷精锻成形的有限元模型,对齿轮成形过程进行了数值模拟,分析了成形载荷、应力及应变场的变化规律,为模具设计及高性能齿轮的锻造提供一定的指导和参考。     

钢锭模在铸锭过程中温度场的计算机数值模拟

将计算机数值模拟技术应用于我国钢锭模结构的基础研究中，提出了钢锭—钢锭模—环境这一特殊传热系统的物理模型，采用了外节点、直接差分法建立了温度场模拟的数理模型，编制了模拟软件，进行了钢锭模温度场数值模拟，模拟结果与文献的实测结果吻合的较好。根据温度场的模拟结果，提出了钢锭模的合理结构模式。     

钢锭模在铸锭过程中温度场的计算机数值模拟

将计算机数值模拟技术应用于我国钢锭模结构的基础研究中，提出了钢锭－钢锭模－环境这一特殊传热系统的物理模型，采用了外节点直接差分法建立了温度场模拟的数理模型，偏制了模拟软件，进行了钢锭模温度场数值模拟，模拟结果与文献的实测结果吻合的较好。根据温度场的模拟结果，提出了钢锭模的合理结构模式。     

7A04铝合金的热挤压实践

铝合金作为一种重要的轻型结构材料,在航空航天、交通运输、家用电器及建筑行业得到了广泛的应用,而热挤压作为金属加工的一种手段,应用也越来越广泛。本文根据作者日前完成的7A04铝合金零件的热挤压加工设计谈谈个人的实践体会。     

基于等差法与数值模拟的圆管拉拔配模方法

配模设计是拉拔工艺设计的核心,对保证拉拔质量和效率至关重要。基于等差外径减缩系数KD和壁厚减缩系数Ks的拉拔配模法（等差法）,提出一种等差法与塑性有限元数值模拟相结合的圆管拉拔配模方法。该方法包括：采用等差法进行初始配模设计;采用塑性有限元对初始配模设计进行数值模拟分析及评价;根据分析结果,调节配模参数,优化配模设计。采用此方法对某规格的铝圆管冷拉拔进行配模设计,并通过生产工艺验证。等差法与数值模拟相结合的圆管拉拔配模方法可有效地保证圆管拉拔配模设计的成功率。     

钢锭模在铸锭过程中热弹塑性应力的数值模拟

采用有限单元法,进行了钢锭模在铸锭过程中的热弹塑性应力的数值模拟,获得了钢模中不同部位的热应力随时间的变化及热应力沿模壁分布的数值,为钢锭模结构改革提供了设计依据。     

钢锭模在铸锭过程中热弹塑性应力的数值模拟

采用有限单元法,进行了钢锭模在铸锭过程中的热弹塑性应力的数值模拟,获得了钢锭模中不同部位的热应力随时间的变化及热应力沿模壁分布的数据,为钢锭模结构改革提供了设计依据     

数值仿真注塑充模过程

使用CFD软件Polyflow,数值研究了注塑机注射充模过程中模具型腔内聚丙烯熔体的二维非等温流场,分析了不同时刻模具型腔内熔体的速度、压力、温度和剪切速率分布。研究结果表明,在充模过程中流场的各个物理量变化比较均匀,在流动前沿温度较高、压力最小。在充填过程的不同时刻,随着时间的增加,熔体的平均压力不断升高、平均温度不断降低。不同熔体的注射温度影响模具型腔内熔体的流场。较高的注射温度升高熔体平均温度,减低模腔熔体的平均压力,使熔体的粘度降低,改善熔体的流动性。研究结果对注塑机模具的设计和注射充模工艺参数的选择有一定的理论指导意义。     

7055铝合金半连续铸造过程区域水冷工艺数值模拟

建立了7055铝合金半连续铸造过程的数学模型,采用了有限元模拟软件Procast对铸造过程进行模拟,模拟过程还采用了Procast模拟连铸的MILE算法.通过在结晶器下方设置区域冷却装置刮水板,使半连续铸造的二次冷却水在挡水板位置被阻挡和分流,实现区域冷却效果,保证铸造过程中刮水板下方铸坯自然空冷,铸锭利用自身余温＂低温回火＂,有效降低了铸造内应力,抑制了铸坯开裂.仿真了刮水板不同位置的温度场与应力场的变化情况,模拟结果显示,适当减小区域冷却范围,可有效减小表面裂纹和中心裂纹产生的倾向性.     

双辊铸轧超高强铝合金有限元数值模拟

采用有限元法对双辊铸轧7075和7050铝合金的工艺过程进行了数值模拟,研究了合金成分和铸轧速度对铸轧熔池内温度场、流场和凝固场的影响规律。结果表明,在同一铸轧速度条件下,随着合金的等效比热增大,合金在铸轧熔池内的温度梯度随之减小,凝固速率减慢;对于同一种合金,随着铸轧速度增加,合金的速度梯度随之增大,熔池内所形成漩涡的位置下降。模拟结果为下一步的铸轧实验提供了理论依据