多向加载近净成形研究动态

题.     

TA15钛合金"H"型结构等温局部加载成形工艺研究

本工作基于DEFORM3D平台,针对筋板类构件建立了等温局部加载有限元模型,模拟分析了局部加载过程中分模面位置、成形参数与加载次序对筋的充填和初生α相晶粒尺寸的影响规律.结果表明:分模面位置设在筋处时比分模面位置在腹板处时,筋的充填性好,初生α相晶粒尺寸分布均匀;改变局部加载成形参数,即增大横向筋和腹板、纵向筋和腹板之间的圆角半径,分模面处的纵向筋和横向筋的充填深度差增大;增加上模压下速度,筋的充填深度减小,初生α相晶粒尺寸增大;加载次序对初生α相的晶粒尺寸影响不显著.     

钛合金塑性成形关键技术进展(英文)

综述了钛合金塑性成形关键技术的发展状况。重点介绍了成形与微观组织演化的研究与发展。在成形方面,主要讨论了省力成形技术在钛合金大型复杂构件成形中的应用,并给出了相关的实例,如钛合金构件的等温成形、连续/间断局部加载成形等;讨论了精确成形技术中的回弹控制与工艺优化等关键问题;在缺陷控制技术方面,主要讨论了如何控制裂纹出现及充填不满等问题;在微观组织演化方面,首先讨论了微观组织的演化机制,如织构与组织形态的演化;其次,讨论了微观组织演化的几种数值建模方法,如内变量法、晶体塑性理论及元胞自动机模型。最后,提出了钛合金构件塑性成形技术领域目前存在的问题与挑战。     

铝合金板成形性及成形工艺研究现状

介绍了铝合金板材成形过程中影响其成形性能的主要因素,提高铝合金成形性能的先进成形工艺,以及有限元分析技术在铝合金板成形领域应用中的进展.指出开展对高性能铝合金板成形性能的实验研究与成形工艺有限元数值模拟有利于拓宽高性能铝合金板成形件在高技术领域的应用.     

金属塑性成形三维有限元模拟软件3D - PFS的开发

金属塑性成形过程的三维有限元模拟仿真是否有效的关键在于快速适用的算法和有效的模拟系统.介绍了自主开发的三维刚塑性/刚粘塑性有限元模拟分析软件3D-PFs的组成及关键技术问题的处理,并给出了计算实例.结果表明:利用该系统可实现对体积和板料成形过程的模拟分析,获得成形过程中材料在模腔中的流动情况及成形规律,该系统是研究金属塑性成形的有效工具.     

轴对称件扭压成形的粘塑性有限元分析

运用体积微可压缩法的三维刚粘塑性有限元方法.对轴对称体的扭压成形变形规律进行了模拟分析.结果表明:与一般镦粗成形相比,扭压成形具有可促使变形均匀、增加变形量等优点.     

钨合金棒材无模流变成形有限元分析

采用刚塑性有限元法分析钨合金棒材无模流变成形变形区速度场、应力场及变形力.收敛条件采用总能量泛函收敛准则、速度收敛准则、节点力不平衡量收敛准则的3个条件同时满足的收敛判定.给出钨合金棒材无模流变成形力能参数的数值解.变形力理论计算值与实验结果相吻合,相对误差小于10%.     

复杂构件锻造预成形坯料设计综述

锻件预成形坯料设计是保证成形工艺顺利进行、获得无缺陷锻件、降低锻造载荷的关键环节。对于大型复杂构件,其预成形坯料形状影响到制坯工艺的周期、成本、预成形组织性能。分别从基于反向模拟技术的预成形坯料设计、基于优化设计方法的预成形坯料设计、基于正向过程分析的预成形坯料设计等方面,评述了复杂构件锻造预成形坯料设计的国内外研究现状,指出了大型筋板类构件的预成形坯料形状要求以及设计方法。     

有限元方法在金属塑性成形中的应用

有限元法是应用于金属塑性成形数值模拟中的一种有效的数值计算方法.详细介绍了弹塑性、刚塑性、粘塑性3种有限元法.刚塑性有限元法适用于大塑性变形,包括板带、型钢轧制和环件轧制的模拟分析等.弹塑性有限元法在金属塑性成形数值模拟中应用最广.与刚塑性方法相比,弹塑性有限元法还能有效处理卸载问题,计算残余应力和应变.而粘塑性有限元法适用于金属热变形或强化不显著的软金属变形.同时,结合国内外最新的具体实例说明了这些方法在金属塑性成形领域中的具体应用,展望了有限元方法在金属塑性成形中的发展.     

变形镁合金板成形工艺研究现状

综述了影响镁合金板成形性能的主要因素、先进成形工艺及有限元技术在镁合金板成形中的应用现状,指出开展变形镁合金板成形性能的实验研究,建立其数学模型,并结合塑性有限元技术开展对镁合金板成形工艺的数值模拟分析及优化,有利于变形镁合金的推广应用.     

2219铝合金薄壁曲面件拉形过程变形均匀性EI北大核心CSCD

为改善2219铝合金薄壁拉形曲面件的变形均匀性,建立基于Hill 1990各向异性屈服准则的有限元模型,利用ABAQUS软件对曲面件的应变分布规律进行数值模拟,分析加载路径和板坯形状对拉形变形均匀性的影响规律。结果表明:加载路径和板坯形状对曲面件的变形均匀性有较大影响。采用折线路径,开始加载时使板材发生压缩失稳从而形成一定拱形,不仅可缓解左侧钳口附近的破裂倾向,还可增加曲面件右侧变形量,从而提高其变形均匀性。此外,减小变形量不足位置对应的板坯宽度,如采用中间窄板坯或左侧宽板坯,使其在拉形时所受应力增加,从而提高其变形量,也可实现变形均匀性的改善。最终,利用矩形板坯,经两次转折的实验路径进行拉形,获得了表面质量良好的高性能2219铝合金薄壁曲面件。     

带径向扭曲叶片转子精密塑性成形技术的研究

设计了一套带有组合凹模的等温闭塞式成形试验模具，利用模拟试验方法研究了模具形状、坯料形状和成形力等对金属变性流动规律的影响。研究结果表明；采用等温成形和闭塞式成形复合技术可以整体精密成形带径向扭曲叶片的转子锻件；利用组合凹模结构能够解决转子锻后的顺利脱模问题，等温变形条件使薄而长的铝合金叶片的成形性大大提高，而锥底凸模和分流原理可以有效地降低模压力和提高金属充填模腔能力，所成形的锻件的叶片部分接近零件的形状和尺寸，金属的流线方向完全沿零件的几何外形分布，可以有效地提高构件的强度。     

Research on quick superplastic forming technology of aluminum alloy complex components

Quick superplastic forming is a new technology, which combines hot drawing preforming and superplastic forming. It makes full use of the high speed of hot drawing and good formability of superplasticity. This article uses this method to have an experiment of the side wall outer panel of metro vehicle. The results show that the production efficiency is high, the cost is low and the method is feasible. For aluminum alloy complex components, it can solve the difficulties of stamping and low speed of superplasticity.     

7050铝合金蠕变时效成形本构模型研究

为研究7050T451铝合金蠕变时效本构模型,在160℃、不同应力条件下进行单轴拉伸蠕变试验,分析了蠕变应变、屈服强度和微观组织随时间的变化规律.基于高强铝合金析出强化理论,建立了能描述蠕变时效成形宏观及微观变化的本构方程,并运用遗传算法对材料常数进行拟合优化.研究表明,该模型在不同应力水平下与试验结果吻合良好,能够用来模拟分析蠕变时效成形过程.     

精密成形技术在航天领域的应用进展

介绍了精密成形技术中最具代表性的超塑成形、强力旋压、等温锻造、热等静压粉末冶金与激光快速成形等精密成形技术在航天领域中的应用情况.指出了国内外精密成形技术发展差距,并对精密成形技术的发展趋势进行了展望.     

AZ80镁合金板材快速气压胀形工艺研究

快速气压胀形是一种源自超塑性气压胀形的新成形技术,为获得AZ80镁合金板材的快速气压胀形成形性能,以挤压-冷轧加工的AZ80镁合金板材为研究对象,采用半球件自由胀形实验研究了1.0 mm厚板材在250~400℃和0.4~1.6 MPa下的快速气压胀形能力,分析了半球件和盒形件的壁厚分布规律,并对快速气压胀形过程的断裂模式进行了研究.研究结果表明,AZ80镁合金板材在350℃下具有良好的快速气压胀形能力,在350℃、0.8 MPa下的胀形高度可达38 mm,高径比达到0.95,并得到胀破高度、胀形高度与胀形时间之间的关系.在此基础上,进行了1.2 mm厚板材的盒形件快速气压胀形实验,得到高20 mm的轮廓清晰、表面质量良好的胀形件.     

Cryorolling and warm forming of AA6061 aluminum alloy sheets

Cryorolling is a severe plastic deformation (SPD) process used to obtain ultrafine-grained aluminum alloy sheets along with higher strength and hardness than in conventional cold rolling, but it results in poor formability. An alternative method to improve both strength and formability of cryorolled sheets by warm forming after cryorolling without any post-heat treatment is proposed in this work. The formability of cryorolled AA6061 Al alloy sheets in the warm working temperature range is characterized in terms of forming limit diagrams (FLDs) and limiting dome height (LDH). Strain distributions and thinning in biaxially stretched samples are studied. Hardness of the formed samples is correlated with ultimate tensile strength to estimate post-forming mechanical properties. The limit strains and LDH have been found to be higher than in the case of the conventional processing route (cold rolled, annealed and formed at room temperature), making this hybrid route capable of producing sheet metal parts of aluminum alloys with high strength and formability. In order to combine the advantages of enhanced formability and better post-forming strength than the conventional cold rolled and annealed sheets, warm forming at 250°C has been found to be suitable for this alloy in the temperature range that has been studied.     

大型薄壁壳类件等温精密锻造成形研究

为了克服某雷达用关键大型薄壁壳类件传统加工方法中存在的材料利用率低,生产效率低,零件强度低等缺陷,提出采用等温精密模锻工艺成形,设计了预、终两步成形工艺方案.有限元模拟结果表明:预锻能够合理分配坯料体积,使得终锻充填均匀;终锻成形栽荷大,采用分流思想使成形载荷下降了20.4%.     

渐进成形A3003铝板减薄带分析及数值模拟研究

研究渐进成形过程中板料减薄带的变化,可以提供合理的加工参数,提高板料的成形性能和加工利用率,减少零件破裂失效.基于渐进成形过程中金属板料轮廓的变化与理想情况下轮廓的区别,对渐进成形初始成形阶段A3003铝板减薄带的产生原因和剪切力的变化过程进行了理论分析,并通过有限元模拟分别从未变形区金属板料的长度和强度两个角度对板料渐进成形过程中未变形区下沉的影响,以及成形角度和杨氏模量对变形区回弹的影响两个方面,对减薄带的产生原因进行研究.结果表明:板料未变形区的下沉和变形区的回弹使板料在初始加工阶段形成一段平缓区域,工具头在平缓区域的变形性质发生了变化,平缓区域发生剪切变形导致了板料在初始加工阶段形成了减薄带;渐进成形时减小板料未变形区的长度,增大板料与垂直方向的角度可以一定程度上阻碍减薄带的产生,模拟结果与理论分析相符合.     

5083铝合金壳体超塑胀形加载曲线优化控制

为了改善超塑成形零件的壁厚均匀性问题,优化了有限元软件MARC的加载算法.在每一步长中选取20个应变速率最大的单元,求平均值,并与最佳应变速率对比,获得优化加载曲线.基于有限元分析,选择5083铝合金壳体进行了超塑成形实验.研究结果表明:优化的加载算法使应变速率始终保持在最佳应变速率附近,提高了零件变形严重区域的厚度;避免了在加载过程中由于壁厚不均匀使得裂纹产生,验证了模拟结果的准确性.与MARC默认的加载算法相比,采用优化加载算法能改善零件的壁厚均匀性.