10Ni5CrMoV钢循环塑性变形的力学本构关系

针对屈服强度为785 MPa级别的调质态10Ni5Cr Mo V钢开展了系列应变幅的循环加载试验,并分析了循环应力应变特性,结果表明:循环塑性变形条件下表观弹性模量随应变幅的增大呈线性降低特点;循环塑性应变显著降低屈服强度,且屈服强度随应变幅的增大呈线性降低特点;塑性变形段的真应力和真应变塑性分量的对数呈良好的线性关系。基于上述结果提出了描述循环应力应变关系的单对数强化弹塑性本构关系模型σ=σp+χ·lgεp,并建立了10Ni5Cr Mo V钢循环应力应变本构方程。     

大型U形板材工件渐进滚弯成形数值模拟

利用ABAQUS有限元分析平台,对大型U形板材工件渐进滚弯成形及其回弹过程进行数值模拟。针对半椭圆形工件形状,提出用半径不同的5段圆弧逼近的几何规划。在此基础上,合理设计滚弯道次,调整ABAQUS参数设置。用模拟优化的工艺参数成形加工半椭圆形板材工件,经origin8拟合配准,其各段曲率半径最大误差小于5%。模拟结果表...     

板厚对10Ni5CrMoV钢Z向冲击功的影响

测试了系列板厚10Ni5CrMoV钢的Z向的冲击功,对其断口形貌进行了SEM观察,采用TEM对微观结构进行了分析。结果表明:随着板厚的增加,钢板心部的M_(23)C_6析出相增大增多,导致Z向冲击功降低。     

现有10Ni5CrMoV钢成分对其厚板组织与力学性能的影响

研究了采用现有10Ni5CrMoV钢成分试制的100mm厚10Ni5CrMoV钢厚板的组织和力学性能。结果表明,现有10Ni5CrMoV钢的成分完全能够保证其厚板的淬透性,厚板调质后可以获得均匀、细小的回火马氏体及贝氏体回火组织,其各项力学性能完全满足技术指标要求,并具有良好的强韧性匹配。现有10Ni5CrMoV钢的成分完全适用于其厚板的生产。     

9Ni3CrMoV钢形变强化能力的研究

从 3种不同厚度规格 (36mm ,5 0mm ,80mm )的 9Ni3CrMoV钢板中不同部位及不同方向取样 ,用圆试样测定了拉伸应力 应变曲线 ,计算了该钢的形变强化指数n值 ,研究了取样部位和取样方向对n值的影响 ,结果表明 ,试样取样部位和取样方向对n值的影响不大 ,9Ni3CrMoV钢的n值与屈强比σs/σb 及屈服强度σs 呈明显线性关系。在最大载荷下 ,9Ni3CrMoV钢的真应变εb 低于其形变强化指数n值 ,两者相差约 10 %。     

10Ni5CrMoV钢热成型工艺研究

用拉伸、冲击试验研究了10Ni5CrMoV钢热成型工艺,结果表明,10Ni5CrMoV钢900～920℃热成型后,进行调质处理,可以实现材料性能的恢复,满足材料性能要求。     

10Ni5CrMoV钢二次焊接热循环局部脆化研究

采用模拟焊接热循环的方法,研究了二次热循环对10Ni5CrMoV钢焊接热影响区的组织和性能的影响。结果表明,一次热循环的粗晶区在一定的二次热循环条件下出现了低韧性区,表现为局部脆化现象。引起局部脆化的主要原因是在特定的热循环条件下发生的组织遗传,以及在热影响区中出现的呈网络状分布的粒状贝氏体。     

坯料随机局部弯曲对滚弯成形结果影响的蒙特卡洛分析

采用蒙特卡洛有限元模拟方法研究了坯料局部的随机弯曲对滚弯成形结果的影响.为了提高滚弯模拟的效率,提出了基于欧拉网格和经典梁单元的滚弯模拟方案,并与传统有限元模型和理论解对比验证了该方案的正确性.在此基础上模拟了具有零均值正态分布的局部曲率的超长坯料的滚弯过程,并统计产品曲率半径的分布规律.结果表明:输出曲率半径分布近似...     

平面应变板料拉弯成形回弹理论分析

基于平面应变假设,采用服从Hill平方屈服准则和指数强化材料模型,建立了板料拉弯成形回弹量预测的理论模型。应用该模型计算了一个拉弯成形回弹实例,分析了单位宽度切向拉力、凸模圆角半径、摩擦因数及各向异性参数对板料回弹量的影响。分析结果表明,只有当中性层偏移距离超过板厚的四分之一时,增大切向拉力才能有效地控制板料回弹量,而且弯曲半径越大,增大切向拉力控制板料的回弹量越为有效,然而拉力不能无限制的增大,它的计算准则为板料最外层的等效应变应不大于极限应变。同时还表明,摩擦因数对板料回弹量的影响随切向拉力的增大变得更为显著,而各向异性参数对板料拉弯成形回弹量的影响也较为明显。与有限元数值模拟预测结果的对比表明,理论模型预测板料拉弯成形回弹量与有限元数值模拟结果很接近。     

大尺寸望远镜主镜组件有限元分析

为定量分析大尺寸望远镜自身重力对主镜镜面变形造成的影响,采用有限元的手段以非线性分析方法的ABAQUS软件为研究工具对某大尺寸望远镜主镜组件进行了精确有限元分析.在分析过程中将罚函数的摩擦形式引入至主镜组件的摩擦接触中,分别对组件的球头接触、芯轴接触进行了建模,完成了对于组件Y向与Z向的各部分应变分析.分析表明该主镜组件因自身重力作用造成的面形变化非常小,RMS方面的Y向与Z向面形变形分别为16nm和13nm,而主镜绕X轴倾斜量在Y向和Z向分别为0.5″和0.02″,完全满足使用条件.该分析为该望远镜的后续研制提供了参考.     

Hybrid-Trefftz stress elements for plate bending

The hybrid-Trefftz stress element is used to emulate conventional finite elements for analysis of Kirchhoff and Mindlin-Reissner plate bending problems. The element is hybrid because it is based on the independent approximation of the stress-resultant and boundary displacement fields. The Trefftz variant is consequent on the use of the formal solutions of the governing Lagrange equation to approximate the stress-resultant field. In order to emulate conventional elements, nodal functions are used to approximate the displacements on the boundary of the element. Duality is used to set up the element solving system. The associated variational statements and conditions for existence and uniqueness of solutions are recovered. Triangular and quadrilateral elements are tested and characterized in terms of convergence, sensitivity to shear-locking, and shape distortion. Their relative performance is assessed using assumed strain Mixed Interpolation of Tensorial Components (MITC) elements and recently proposed Trefftz-based elements. This relative assessment is extended to a hypersingular problem to illustrate the effect of enriching the domain and boundary approximation bases.     

Crack deflection in the nonlinear zone of ultra-high-strength steel fatigue crack growth curve

The fatigue crack growth rate (FCGR) of 10Ni5CrMoV steel under variable load ratios was investigated. The microscopic observations of growth direction and microstructural analysis were conducted by means of electron backscatter diffraction and transmission electron microscopy. The results showed that FCGR of 10CrNi5MoV steel increased with the increasing load ratio in the mid-growth rate regime; however, it did not completely conform to the Paris Formula. A nonlinear zone existed in the logarithmic coordinate system of the FCGR curve and was unaffected by load ratio. The main impact factors for the appearance of the nonlinear zone were grain size and the size of the plastic zone surrounded fatigue cracks. In the nonlinear zone of the FCGR curve, an apparent crack deflection phenomenon occurred.     

超高强度硼钢板热弯曲数值模拟

为研究热自由弯曲和热接触弯曲方法的淬火效果和成形精度,应用ABAQUS软件,对超高强度硼钢板U形件的热弯曲过程进行了数值模拟研究.研究表明:热接触弯曲改善了热弯曲零件底部的淬火效果,且热接触弯曲可获得比热自由弯曲更好的成形精度;不同压边力下热接触弯曲回弹均随着压边力的增加而逐渐减小;数值模拟结果与实验结果吻合较好,验证了有限元模型的可靠性.     

铝合金型材拉弯成形回弹的有限元模拟

对回弹进行有效预测与控制是提高型材弯曲件精度的关键.为了分析轴向作用力对拉弯制件回弹的影响,采用动力显式有限元仿真软件Pam-Stamp2000对中空矩形截面铝型材AA6082(T5)转臂式拉弯成形过程进行了数值模拟,并与实验结果进行了对比.结果表明:增加预拉可以减小制件的回弹,但预拉达到一定水平后,继续加大预拉力对减小回弹将基本不起作用;当预拉不充分时,增加补拉同样有利于减小制件的回弹,但过大的补拉力对于减小回弹几乎没有任何帮助.可见,型材拉弯成形制件的回弹不仅与加载顺序及加载程度密切相关,同时也受到材料应变硬化特性的制约.     

大口径316L不锈钢管数控弯曲回弹规律研究

针对Φ123 mm×3.97 mm×350 mm规格的大口径316L厚壁不锈钢管,基于显/隐式弹塑性有限元仿真结合实验研究,对其数控弯曲卸载后的回弹现象进行了研究.采用单向拉伸试验和三维数字散斑动态应变测量方法获得了大口径316L不锈钢管大应变范围(真应变为49.02%)的力学性能参数,通过摩擦磨损实验获得管材316L不锈钢与45钢模具材料在不同压力和转速条件下的摩擦系数.基于ABAQUS平台,建立了大口径316L不锈钢管弯曲、抽芯、卸载回弹全过程数控弯曲有限元模型,并实验验证了所建模型的可靠性.研究表明,大口径316L不锈钢管回弹现象显著,在350 mm弯曲半径(相对弯曲半径D/t为2.846)条件下达到7.2°左右.芯棒伸出量e、芯球个数n和弯曲角度θ对卸载回弹有显著影响.     

深冷处理消除铝合金板材残余应力的建模与仿真

介绍了用(热)弹塑有限元技术对铝合金板材深冷处理过程进行建模与仿真的基本原理.基于实验研究探讨了深冷处理数值模拟所需的7075铝合金材料的物性参数.运用ABAQUS6.5有限元软件,对7075铝合金板材深冷处理过程瞬态温度场与应力场进行了数值模拟.数值模拟得到的残余应力值与已发表文献的实验结果比较一致.最后分析了不同厚度铝合金板材的深冷处理应力消除效果.