渗硼层对SUS304不锈钢耦合变形的摩擦行为的影响

为了模拟成形过程中板带变形与摩擦的耦合作用,采用自{右j的耦合变形的摩擦试验装置研究了SUS304亚稳奥氏体不锈钢带分别与淬回火和渗硼处理的DC53冷作模具钢的往复摩擦行为,分析了钢带试样的塑性变形及相变行为并观察了其磨损表面形貌.结果表明,无论是淬回火亦或是渗硼处理的DC53与不锈钢试样配对摩擦,钢带试样的变形量与时间均呈对数关系;载荷增大,摩擦系数减小,而滑动速率对摩擦系数的影响很小,所有试验条件下摩擦系数均随试验进程表现出逐渐降低后趋于稳定的规律.与淬回火钢配对的不锈钢带的磨损机理以粘着磨损为主,与渗硼层明显改善了钢带的粘着磨损趋向,磨损机理以磨粒磨损为主.冷作模具采用渗硼处理可改善不锈钢冲压成形过程中的粘着磨损问题.     

7022铝合金搅拌摩擦焊变形有限元分析

为了探究搅拌摩擦焊焊接变形规律,利用ANSYS有限元软件,建立了7022铝合金搅拌摩擦焊的数值模型,通过该仿真模型获得了搅拌头转速和进给速度对变形的影响.结果表明,高的搅拌头转速和低的进给速度会产生较大变形,并且搅拌头转速时变形的影响更显著.最后,通过搅拌摩擦焊试验和变形检测试验结果均表明焊件边角呈向上翘曲状态,焊板的...     

无支撑薄壁航空构件搅拌摩擦焊变形有限元分析

为无支撑薄壁航空构件的搅拌摩擦焊提供理论指导,基于ANSYS有限元软件,建立了典型无支撑薄壁航空构件-飞行器油箱搅拌摩擦焊的数值模型并引入接触界面,模拟了搅拌摩擦焊对结构变形的影响,获得了较佳的无支撑薄壁航空构件内部结构设计尺寸.     

ZGMn13在冲击与摩擦耦合作用下的磨损行为研究

研究ZGMn13在冲击与摩擦耦合作用下的磨损性能、磨损形貌与磨损机理。结果表明,200 N干冲击磨损条件下ZGMn13的平均摩擦系数为0.167,且磨损量远小于冲击磨料磨损下的磨损量。     

几种变形铝合金与不锈钢干摩擦性能的研究

通过销-盘式摩擦磨损试验机研究了变形铝合金的干摩擦磨损性能,在干摩擦条件下测量了不同系列变形铝合金与不锈钢组成的摩擦副的磨损质量损失和摩擦系数,用扫描电镜(SEM+EDXA)观察其磨损表面及磨屑,并对其磨损机理进行了探讨分析。实验表明,在低速和室温条件下,不同系列变形铝合金平均摩擦系数不同,摩擦系数在整个实验过程中呈湍流状波动;变形铝合金的磨损机制主要以粘着、磨粒磨损为主,同时伴有氧化磨损;其中试样E#具有良好的耐磨性及干摩擦性能。     

树脂基摩擦材料耦合机理研究

目的提高树脂基摩擦材料的机械性能和摩擦磨损性能。方法利用纤维的协同耦合效应制备混杂纤维增强材料,通过正交实验法设计配方,探究混杂纤维对摩擦材料性能的影响。借助扫描电镜对磨损表面和磨屑的微观形貌进行分析,使用能谱分析其元素组成,以探究摩擦材料的耦合机理。结果混杂纤维含量从8%增加到10.5%,摩擦材料的洛氏硬度和剪切强度分别维持在50～75 HRB、11.5～16.5 MPa适宜范围内,其中S3试样的洛氏硬度最大,为71 HRB,S4试样的剪切强度最大,为16.1 MPa。混杂纤维的交叉耦合效应决定了摩擦材料的机械性能。碳纤维在接触表面形成一层转移膜,发挥着润滑降温的作用,对摩擦材料的摩擦系数及磨损率均影响最大。结论转移膜的形成可有效缓解热衰退现象。适宜含量的混杂纤维可使摩擦表面形成连续的转移膜,且粒径细小的磨屑可提高转移膜的自洁性,从而降低摩擦材料的磨损率。磨损机理也由磨粒磨损和粘着磨损转变为多种机理综合的磨损形式。     

型材结构搅拌摩擦焊全热力耦合仿真分析

基于DEFORM-3D软件建立三维全热力耦合有限元模型,对轨道车辆中典型的型材结构搅拌摩擦焊接过程进行仿真研究。分析了型材搅拌摩擦焊接过程中型材的温度场分布和材料变形情况,同时采用点追踪的方法研究前进侧和返回侧相应位置材料的流动特征,进一步讨论了搅拌头转速、焊速以及下压量变化对焊接温度和等效应变的影响。研究结果表明:温度场分布和等效应变分布与型材接头的结构特征相关;前进侧和返回侧材料变形和流动差异显著;焊接温度和等效应变随转速升高而升高,随焊速升高而降低;焊接温度随下压量增大而升高,等效应变对下压量变化不敏感。     

GH4169合金惯性摩擦焊接头温度场显式有限元数值模拟

借助ABAQUS/Explicit显式有限元模拟软件,采用热力耦合方法,建立了GH4169高温合金管状工件三维弹塑性有限元大变形计算模型.考虑了计算设置中质量放大因子(mass scaling)对飞轮转动惯量的影响,确定了放大因子与转动惯量缩小倍数之间的相互关系.在此基础上对整个焊接过程工件的温度场进行了综合分析.结果...     

耗材摩擦焊接过程热力耦合分析

以AA6061铝合金为试验对象,基于ABAQUS/Explicit建立耗材摩擦焊三维完全热力耦合模型,分析温度场、等效塑性变形场、轴向缩短量和飞边形状,结果表明,焊接温度低于材料熔点为固相连接,焊接过程塑性金属大量挤出,形成蘑菇头形状的飞边,飞边温度处于480 ℃左右;在稳定焊接阶段,前进侧温度高于返回侧,在垂直于焊缝方向上,焊棒高温区大于焊板高温区,温度分布的不均使得涂层边缘处结合不良. 高温区域趋于稳定后,轴向缩短量和时间呈近线性关系,焊接结束时轴向缩短量为7.5 mm,高温区和塑性变形区都集中在摩擦界面附近的堆积区域.     

薄壁不锈钢管件滚弯成形工艺有限元分析

应用ANSYS有限元分析软件中的LS-DYNA求解器,对薄壁不锈钢管件弯曲成形过程进行了弹塑性数值模拟.通过对管件弯曲角度试验结果与模拟值的对比分析,证明了建立管件有限元模型的正确性.在此基础上分析了管件滚弯过程的应力、应变,揭示了其成形时的塑性变形流动规律及其对管件质量的影响.结果表明,薄壁不锈钢管件弯曲冷成形的主要失效形式是内侧部分的起皱和外侧部分的失稳.     

不锈钢板翅结构蠕变的有限元分析

基于有限元软件ABAQUS,利用Norton蠕变本构关系及镍基钎料BNi-2和不锈钢母材SS304在600℃的蠕变参数,对不锈钢板翅结构进行蠕变有限元分析,预测其在高温环境下服役105h的应力、应变分布规律和危险位置.利用有限元分析获得了板翅结构在钎焊过程中产生的残余应力的分布规律,讨论了残余应力对蠕变变形的影响.结果表明,由于钎料和母材力学性能参数的不匹配以及钎焊夹具的约束作用,产生了较大的残余应力,对板翅结构的蠕变变形产生较大影响,故在板翅结构的高温强度设计中,残余应力不可忽略.钎角处蠕变应力和应变集中,易萌生裂纹,成为最薄弱的环节.     

3D Crystal Plasticity Finite Element Modeling of the Tensile Deformation of Polycrystalline Ferritic Stainless Steel

A mesoscale model of plastic deformation of ferritic stainless steels(FSSs) is formulated by combining a crystal plasticity finite element model with 3D cellular automaton algorithm. The actual grain orientations of FSS cold rolling and annealing sheet have been detected by electron backscatter diffraction and selected to be assigned to the polycrystal model.The simulation results have been validated by comparing the calculated true stress–strain response with the experimental one. For the lack of considering the interactions of dislocations with impurities, there are no upper and lower yield points in the simulation stress–strain curves. However, the calculated yield strength and the stress–strain response after yielding agree well with the real material. The local stress and strain fields show inhomogeneous at mesoscale. The plastic deformations of the grains with typical orientations have been characterized. The analysis reveals that the grains with a fiber texture show higher thickness reduction ratio as compared to others. The deformation behaviors of the grains in polycrystal are not only related to the orientations but also to the interactions from adjacent grains.     

奥氏体不锈钢薄板GTAW对接接头焊接应力和变形的有限元预测

基于有限元分析软件,分析了奥氏体不锈钢薄板GTAW对接接头的焊接应力和变形,预测了残余应力和变形的分布.结果表明:对于奥氏体不锈钢薄板GTAW对接焊缝,最大变形位置发生在焊缝结束端,随着焊缝温度的降低,焊接变形会逐渐减小.引弧阶段,焊接热应力主要分布于熔池周围,熔池前沿热应力较大,熔池后半区域热应力相对较小.在收弧阶段和室温时,焊接应力主要分布在焊缝的两侧.     

不锈钢薄板激光对接焊有限元仿真分析

利用ANSYS软件热-结构耦合功能,对AISI202不锈钢薄板激光对接焊进行仿真分析.建立高斯热源模型.并通过APDL语言编写程序实现热源的移动加载,对焊接温度场进行动态模拟.最后进行残余应力场分析,得出残余应力的分布规律.试验测量结果与仿真结果对比表明,二者具有较好一致性.     

SUS304不锈钢薄板GTAW对接接头焊接变形的有限元预测

采用三维热弹塑性大变形有限元方法模拟1.5 mm厚SUS304不锈钢薄板GTAW对接接头的变形,考虑焊接温度场的演变,分析了热诱导变形产生的原因.最后比较了焊接变形的模拟结果与实测值,发现两者比较吻合,证明预测结果具有一定的可信度.     

GMAW焊接X5CrNi1810不锈钢温度场和焊接变形的有限元预测

基于焊接热弹塑性有限元分析理论,采用焊接专用有限元分析软件对X5CrNi1810不锈钢口字型多焊缝焊接结构GMAW焊接过程进行数值仿真.计算时,考虑材料热物理、力学性能随温度的变化及相变潜热对温度的影响.对仿真结果进行了理论分析,预测了温度场和焊接变形的分布.     

模拟热轧工艺条件下304不锈钢的氧化行为

通过TGA(热重分析)测定了在模拟热轧过程的1000℃～1200℃空气中304奥氏体不锈钢短期氧化过程的质量变化,并采用SEM、EDS、GDE-OES,XPS和XRD等手段观察和分析了氧化膜的形貌、组成与结构.结果表明:在1000℃和1100℃氧化60 min的时间内,304不锈钢的氧化过程基本遵从抛物线规律;在120...     

304奥氏体不锈钢拉深过程有限元模拟

不锈钢制品由于其美观的外表和良好的使用性能,在国民经济各行各业被广泛使用,但不锈钢在拉深过程中硬化严重,易出现起皱、破裂现象,使成品率降低。本文应用ABAQUS有限元软件模拟了304奥氏体不锈钢圆筒件在不同摩擦条件下的拉深成形过程,分析了摩擦系数对304不锈钢圆筒件拉深成形过程的影响。结果表明,304奥氏体不锈钢圆筒件拉深过程中,较适宜的摩擦系数为0.08～0.15。当摩擦系数过小时,将在坯料与凹模圆角处发生破裂;而摩擦系数过大,则严重影响坯料的拉深极限。