楔横轧成形螺旋面表达方式的研究

本文详细研究了不同旋同楔横轧成形螺旋面在不同坐标下的方程。证明了在一定条件下解析方程与参数方程两种形式的等价性。分别推导了几种特定坐标系下的方程表达式。并证明已有参考资料中的方程是本文方程的特例。     

楔横轧力能参数影响因素分析

在楔横轧轧制过程中 ,工艺参数与力能参数之间存在着密切而复杂的关系。本文对已有楔横轧力能参数实验测试进行有限元法模拟 ,结果证明用有限元法计算轧机力能参数具有良好的可靠性和通用性 ,在此基础上进一步对楔横轧力能参数影响因素进行了较全面系统地分析 ,综合各影响因素对力能参数影响的主次     

7039铝合金高温的热变形行为

采用圆柱试样在Gleeble-1500材料热模拟实验机上对7039铝合金进行高温等温压缩实验,研究了该合金在变形温度为300-500℃,应变速率为0.01-10/s条件下的流变变形行为.结果表明:变形温度和应变速率对合金流变应力的大小有显著影响,流变应力随变形温度的升高而降低,随心变速率的增加而升高;在应变速率(ω)<10/s条件下合金表现出动态回复特征,而应变速率(ω)=10/s时,合金发生了局部动态再结晶.7039铝合金的高温流变行为可用Zener-Hollomon参数描述.从流变应力、应变速率和变彤温度的相关性,得出了该合金高温变形时的四个材料常数.     

金属体积成形中的韧性损伤准则

以Ｌｅｍａｉｔｒｅ的４个基本要素,即损伤变量、各向同性损伤假设、有效应力、应变等效性假设,以及热力学和损伤只发生在拉伸应力的塑性变形下的假设为基础,提出了一个韧性损伤准则,它能解释自由均匀镦粗的自由表面无裂纹的现象。     

基于有限元法分析的楔横轧多楔轧制力能参数规律

多楔轧工艺适合轧制长轴类汽车零件,但其轧制力能参数变化规律复杂,至今无统一理论可循.本文采用作者编制的楔横轧多楔轧制命令流有限元程序,利用Ansys/Ls-Dyna有限元软件LS950求解器模块,对楔横轧多楔轧制过程进行有限元数值模拟,实验验证其误差在10%以下,在此基础上分析各种工艺参数对楔横轧多楔轧制力的影响,阐明楔横轧多楔轧制力的变化规律.研究结果对于轧制长轴类汽车零件轧机设计中合理确定轧制力、正确选择轧制工艺参数及孔型设计具有重要现实意义和应用价值.     

楔横轧工艺参数对心部疏松的影响

应用数理统计学理论对北京科技大学所做实验的心部疏松实验数据进行处理,得到轧件心部疏松等级的回归方程,经检验,方程拟合良好且显著。通过对回归方程的分析,得出展宽角和断面收缩率存在很强的交互效应——当小展宽角大断面收缩率或大展宽角小断面收缩率时容易产生心部疏松;当成形角较小时也较容易产生心部疏松。研究结果为进一步探索楔横轧的疏松机理提供了依据。     

基于金属粉末压制模型的韧性损伤模型

以Lee多孔材料屈服模型为基础 ,并假设空穴密度积累到一临界值时 ,材料出现裂纹 ,推导出适用于多孔材料的韧性损伤模型。该模型描述了在应力、应变、密度分布及其积累因素影响下 ,材料的损伤状态。使用该模型可以跟踪整个加载过程中多孔材料各点的损伤状况和破裂过程。     

GH674高温合金的热变形行为

采用Gleeble-1500热模拟机对GH674高温合金在应变速率为0.01s-1~1.0s-1、变形温度为950℃~1200℃、真应变为1的条件下的热变形行为进行了研究。结果表明,在试验研究的变形条件下,GH674型高温合金在热压缩变形过程中发生明显的动态再结晶;用Zener-Hollomon参数的指数函数能较好地描述该合金高温变形时的流变行为;所获得的峰值应力热变形方程为σp=21.3139ln.ε+9.580495×105/Τ-538.11638;其热变形激活能Q为373.7102803kJ/mol。     

鲤鱼钳毛坯楔横轧成形压力的工程计算

介绍了楔横轧成形过程的工艺参数及变形区参数,分析了楔横轧展宽区的金属变形情况及推导了变形区参数的工程计算公式。文末对鲤鱼钳毛坯进行了实例计算。     

TC11钛合金热锻成形过程中延性损伤演化模型的建立

基于连续损伤理论,考虑了变形温度与应变速率的影响,将与变形温度和应变速率相关的Zener-Hol-lomon参数作为一个修正函数A(Z)引入损伤演化模型,通过TC11钛合金在高温下的单向拉伸实验,确定了模型中的系数,建立了TC11钛合金高温塑性变形的损伤演化模型。通过高温压缩实验对模型进行了验证,结果表明,该模型可以很好地对TC11钛合金在低应变速率下的损伤行为进行预测。     

Modeling of damage in materials during hot deformation based on the Zener-Hollomon parameter

By introducing the Zener-Hollomon parameter, which synthetically considers the influence of deformation tem-perature and strain rate into damage mechanics, a damage evolution model was developed to simulate the damage evolution of metallic materials during hot deformation. The errors between the prediction damage values and the experimental ones are within 6%.     

34CrNi3Mo钢高温变形行为与Zener－Hollomon因子的关系

通过热模拟压缩试验，研究了３４ＣｒＮｉ３Ｍｏ合金结构钢在温度８４０～１２００℃，变形速度０．１～８０Ｓ~（－１）变形条件下的热压缩行为。获得了３４ＣｒＮｉ３Ｍｏ钢的变形激活能及峰值流动应力（σ_ｐ）、发生动态再结晶的临界条件（包括临界因子Ｚ_ｃ和临界应变ε_ｃ）和再结晶晶粒大小（ｄ）与Ｚｅｎｅｒ－Ｈｏｌｌｏｍｏｎ因子Ｚ的关系，并给出了回归公式。     

韧性断裂准则及损伤模型在冲裁有限元模拟中的应用研究

在冲裁有限元模拟中,韧性断裂准则的选择会对冲裁件断面质量与尺寸精度产生很大影响。为了获得符合实际的模拟结果,进而优化冲裁工艺,重点研究了一些常用的韧性断裂判定依据,并从物理学角度阐述了韧性断裂机制。基于试验的韧性断裂准则,考虑了变形历史中的应力应变关系,使用由反求法确定的临界值来判定韧性断裂的发生与否。基于连续损伤力学建立的损伤模型,考虑了变形过程中损伤累积对材料本构关系的影响,能够更准确地描述断裂过程。此外,还分析了冲裁有限元模拟中的关键技术,如采用任意拉格朗日欧拉方法来解决网格畸变问题,使用单元分裂、单元分离与单元删除等技术来处理裂纹的萌发与扩展。探讨了目前韧性断裂模拟中存在问题以及未来发展方向。     

考虑材料韧性损伤的中厚板半冲孔成形过程分析

为研究半冲孔成形过程中韧性损伤的演化以及部分工艺参数对成形质量的影响规律,本文在ABAQUS有限元模拟软件中建立了半冲孔轴对称有限元模型,并通过VUMAT用户子程序引入GTN(Gurson-Tvergaard-Needle-man)损伤模型,结合同时考虑空穴形状与体积变化影响的韧性断裂准则,进行弹塑性大变形有限元分析.基于该有限元模犁,预测了半冲孔工艺中静水压力、等效应力、等效应变、应力三轴度以及损伤断裂的产生和发展趋势,分析了反顶力、压边力和冲裁间隙对零件的影响规律,并与实验结果进行对比分析,验证了数值模拟的准确性.     

Validity assessment of ductile fracture criteria in cold forming

This paper describes the assessment of various empirical and semiempirical ductile fracture criteria to determine their ability to predict the occurrence of fracture in metalforming processes. The criteria assessed are reformulated such that each is expressed in terms of mostly nondimensional material-dependent quantities and constants. The constants in each criterion are determined using data from published experimental results on cold upsetting of aluminum and steel specimens. The limit strain or the forming limit corresponding to each criterion is then determined and compared with the experimental data. There is clearly good agreement between theory and experiment for several criteria, but the predictions of other criteria fall far from experimental results.     

基于微观损伤机理的延性裂纹扩展行为分析

在考虑材料内部塑性损伤的基础上,通过有限元数值方法(特殊单元模型法),编制了求解韧性断裂特征参量的程序,模拟材料的韧性断裂过程.通过单轴拉伸试验的模拟结果,得出反映材料微观损伤的控制参量,再根据该参量对同种材料的标准三点弯曲试验进行定量预测,即实现从一种试验结果预测同种材料的其它试验结果.结果表明,在韧性裂纹扩展时,考虑塑性损伤的特殊单元模型能够很好地描述材料的韧性断裂过程,可以实现同种材料不同试验间相互预测的目的.     

金属韧性断裂准则的实验研究

韧性断裂准则作为材料成形极限中的重要指标,对于准确预测金属内部和表面韧性破坏发生的时间和位置、工艺制定和模具设计具有重要的意义。以45钢为材料,采用不同形式的试件进行了拉伸、压缩、剪切、扭转等实验,并利用金属塑性成形模拟专业软件对实验过程进行数值模拟,对工程中广泛使用的11种韧性断裂准则进行分类对比研究。指出Normalized Cockroft & Latham和Brozzo断裂准则比较适用于高应力三轴度成形过程,而Ayada和Rice-Tracy断裂准则更适用于较低应力三轴度成形过程。     

Analysis of damage localization for ductile metal in process of shear band propagation

1 Introduction Shear localization is an important and often dominating deformation and failure mechanism for Ti and Ti alloy in dynamic loadings[1—10]. The eventual outcome of localized deformation is ductile rupture and material separation. Shear locali…