U形件磁脉冲辅助弯曲回弹控制及变形分析EI北大核心CSCD

为评价磁脉冲辅助冲压(EMAS)成形在回弹控制方面的作用,基于磁脉冲辅助冲压工艺原理,建立U形弯曲过程的磁脉冲辅助弯曲回弹控制工艺模拟试验方案,系统研究该过程中脉冲电磁力对回弹控制的效果和对变形的影响。结果表明:将脉冲电磁力作用于弯曲件角部可有效实现对弯曲回弹的控制,且随着放电能量和放电次数的增加,回弹控制效果增强。磁脉冲辅助冲压成形中,脉冲电磁力对回弹控制的作用主要表现在两个方面:脉冲磁场力控制弯曲角部位的应力应变分布作用和板坯与模具的高速冲击效应,两个过程均能有效减小弯曲回弹。利用脉冲电磁力时,采用小能量多次放电不仅可以控制回弹,而且可以有效地改善弯曲件角部的变形分布,为其工程应用提供借鉴。     

机器学习耦合有限元分析预测板料气弯回弹行为

采用机器学习神经网络（NN）耦合有限元分析（FEA）的方法来构建弯曲成形过程的非线性回弹模型,并且考虑了不同材料、工艺参数和模具几何形状,可以有效和准确地预测工件的弯曲回弹行为。当模具开口量V=11 mm、板料厚度t=3 mm时,对于结构钢HC220材料,机器学习NN模型的预测值(Y_NN)与回弹后分析解(y_JBP)的均方根误差RMSE分别为0.28和1.70;对于双相钢DP590材料,Y_NN与y_JBP的RMSE分别为0.45和0.22。采用NN模型、回弹后分析解(y_JBP)和FEA方法的CPU计算时间分别为3.1、6.3和278 s, NN模型的CPU计算时间最少,实验结果表明,NN模型可以在良好的预测精度和高效的求解速度之间达到一个最佳平衡。     

电磁悬浮下Ti-Al-Zr合金的快速枝晶生长与腐蚀机理EI北大核心CSCD

采用电磁悬浮技术实现Ti_(47)Al_(47)Zr_(6)合金的快速凝固,并结合电化学方法对合金在模拟海水条件下的耐腐蚀性能进行研究。结果表明:电磁悬浮条件下α-Ti枝晶生长速度随过冷度增大呈指数型增大;在277 K的过冷度下,α-Ti枝晶的生长速度达到15 m/s;随过冷度的增大,合金中初生α-Ti枝晶显著细化,枝晶间γ相的形成被抑制;枝晶间γ相耐腐蚀性能最差,点蚀先发生在枝晶间的γ相中,然后,腐蚀向α-Ti枝晶发生共析转变形成的板条状γ+α_(2)区域蔓延,并且从γ相到α_(2)相相继被腐蚀。提高枝晶间γ相中Zr含量能够强化钝化膜的保护性,阻碍枝晶间γ相点蚀的发生。而且,减少枝晶间γ相的晶粒数量可以削弱微电偶效应,降低合金的点蚀敏感性,从而其延缓腐蚀进程。     

AZ31B镁合金电流辅助旋压回弹角预测及工艺参数优化北大核心CSCD

在金属旋压工艺中,回弹是一种无法避免的成形缺陷,为了减小旋压制件的回弹,在电流辅助旋压的基础上,以AZ31B镁合金旋压件为研究对象,通过正交实验探究了电流强度、主轴转速、旋压轮进给速率与回弹角的关系,对实验结果进行了极差分析和方差分析,得到了工艺参数对回弹角的影响规律及最小回弹角的工艺参数组合。以实验数据作为训练样本,建立了BP神经网络模型进行回弹角预测,将实验得到的工艺参数组合作为输入,进行回弹角预测及实验验证,结果表明:BP神经网络模型的预测结果与实验结果的相对误差小于3%,能够较准确地预测回弹角,为实际生产和进一步的实验研究提供了理论指导。     

钛合金L型材电辅助热绕弯工艺仿真

针对小截面大包角钛合金型材零件的弯曲成形,提出了一种新型热绕弯成形工艺.为了研究该工艺的成形特点,基于ABAQUS软件建立了钛合金L型材电辅助热绕弯成形的有限元模型,并对TC2钛合金弯曲构件在700℃条件下的热绕弯过程进行了数值模拟,分析了侧压力、摩擦系数、成形角速度及应力松弛时间等工艺参数对成形回弹的影响规律.结果表...     

基于DPSO-BP神经网络的V形自由折弯成形角度和回弹预测北大核心CSCD

采用基于DPSO算法优化BP神经网络(DPSO-BP)的机器学习算法建模,提出一种考虑材料参数和几何参数的V形自由折弯成形角度和回弹的预测方法。该方法主要引入非线性惯性权重改进粒子群(PSO)算法,进一步优化神经网络的初始权值和阈值,构建神经网络预测模型。以不同批号的SUS304不锈钢板料为研究对象,通过设计正交试验得到45个训练样本数据,验证所建立的预测模型的准确性。结果表明:采用DPSO-BP神经网络模型预测的成形角和回弹角的平均误差分别为0.150°和0.120°,与未优化的PSO-BP神经网络模型相比,预测的成形角和回弹角的平均误差明显减小,且计算耗时由14.0 min大幅缩短至0.8 min,同时实现了高预测精度和高计算效率。     

中厚板U形冲压成形有限元模拟分析及回弹预测北大核心CSCD

采用有限元模拟,针对载重汽车用大梁钢中厚板在U形冲压成形中的回弹缺陷进行研究。首先,利用Numisheet2011给出的U形冲压标准考题对所建立的有限元模型进行验证,在此基础上对汽车用中厚板进行了成形性能模拟研究,并分析了控制回弹的措施。研究结果表明:与薄板相比,中厚板的回弹行为呈现出明显差异,其冲压后上圆角上端区域出现局部增厚,而且侧壁纵截面等部位的弹性应变分布特点使得板料出现负回弹,侧壁曲线对应圆弧半径较大,同时U形件内侧侧壁出现两个应力集中点;此外,由于板料较厚,成形结构件的内外侧Mises等效应力分布表现出较大的差异。针对中厚板冲压成形可能出现的负回弹缺陷,提出采用模具回弹角补偿和增大凹凸模间隙两种方法来减小中厚板的回弹量,从而得到了较为良好的最终板形。     

Ti55钛合金管电辅助加热气压胀形圆角填充成形规律及多场耦合数值模拟

利用ABAQUS仿真软件,采用间接顺序耦合的方式,建立了 Ti55钛合金管电辅助加热气压胀形过程的电-热-力多场耦合有限元模型.通过多场耦合有限元分析和力学分析,研究了 Ti55钛合金管电辅助加热气压胀形过程中的圆角填充规律.结果表明:当模型的节点电流密度为14 A·mm-2时,圆管壁厚最大减薄率仍然出现在过渡区;但当...     

U形槽板多工步折弯方法及回弹预测

分析对比了大型U形槽板的2种折弯成形方式,取U形槽板的小件进行多工步折弯回弹的有限元模拟并进行了相应的物理实验,得出了回弹角度预测值,提出在多工步折弯回弹有限元模拟中要注意的问题,为大型U形槽板的折弯成形生产提供了参考。     

基于热力耦合分析的叶片热压回弹预测及控制

针对某型号风机叶片的形状特点设计出成形工序,提出一套结合实际制造能力的成形工艺方案。基于热力等多因素耦合在Deform-3D平台上进行数值模拟和工艺优化,深入分析了成形过程的回弹、翘曲及应力、应变分布规律,提出了应对变形回弹的规律的控制措施,由此获得合理的工艺规范,并取得实验验证,从而解决了制造过程中的关键技术难点,为叶片类零件的生产提供了一种实用、高效、经济、可靠的成形工艺。     

Ti6Al4V合金切削过程微观组织演化分析

针对切削钛合金(Ti6Al4V)在高温、高应变率的过程中发生微观组织的变化,进一步地探究切削参数和材料多物理场对钛合金切削过程晶粒细化及规律的影响,采用数值模拟与实验相结合的方法来研究钛合金切削过程中的有限元建模和微观组织演变过程.结果表明:所建立的基于John-son-Mehl-Avrami-Kolmogorov模型...     

7050铝合金时效成形有限元模拟及回弹分析

针对7050铝合金建立蠕变时效本构模型,对ABAQUS软件进行二次开发,将本构模型嵌入到时效成形有限元模型中,通过模拟与试验验证了有限元模型的正确性。通过有限元模拟,对复杂壁板中的高筋整体壁板、变厚度壁板和球型面模具成形回弹进行分析和预测,获得了回弹的影响规律,为模具型面修正提供了可靠依据。     

钟形罩精密冷缩径回弹分析及模具运动仿真

采用弹塑性有限元方法对等速万向节钟形罩冷缩径终成形工艺进行了有限元模拟,并对冷缩径模具进行了运动分析仿真,其结果对钟形罩冷缩径成形工艺制定及模具设计有参考作用。     

Ti55钛合金整体壁板电脉冲辅助压弯成形失稳研究

高温钛合金网格筋壁板相较于传统的铝合金筋壁板结构效率更高,但是室温下钛合金整体壁板难以成形.利用电流电致塑性效应和焦耳热效应能有效降低成形载荷、提高成形极限,并且能有效避免钛合金在加热中被严重氧化.本研究建立了 Ti55整体壁板电脉冲辅助压弯成形的电-热-力耦合有限元模型,并对不同成形工艺参数和壁板几何参数进行模拟.结...     

基于聚丙烯的介电复合材料研究进展与挑战EI北大核心CSCD

介电电容器因具有功率密度高、充放电速度快和循环寿命长等优点,在脉冲功率武器装备、输变电工程和5G通讯等方面具有广阔的应用前景。聚丙烯(PP)具有高抗击穿强度、低介电损耗和良好的可加工性,是目前商业应用最广泛的介电材料之一,但其介电常数低,储能密度难以提高,很大程度上限制其应用。基于PP的复合或者改性可以有效提高其储能密度,因而成为当前的研究热点。本文综述近年来介电复合材料的分类和存在的问题,将填料/聚合物复合材料和全有机复合材料两种合成策略与PP的储能性能提升联系起来,从无机陶瓷填料/PP、导电填料/PP、核-壳结构填料/PP、三元复合材料、交联、共混、多层结构设计等方面重点讨论PP基介电复合材料的研究进展。最后总结开发高性能PP基介电复合材料面临的挑战,对未来研究进行展望。     

基于晶体塑性有限元的转向架盖板压形回弹预测北大核心CSCD

针对S355J2W钢板材由于具有显著的各向异性而使其在模具压形工艺中的回弹难以预测的问题。以高速动车组转向架侧梁上盖板成形为例,对S355J2W钢的晶粒与织构进行了分析并对其各向异性进行了量化,获得了材料晶体塑性本构模型的关键参数,并使用晶体塑性有限元方法评估了其各向异性的力学性能以及Hill48屈服准则的模型参数。建立了转向架侧梁上盖板压形过程仿真模型,分别采用Von Mises及Hill48屈服准则来模拟工件成形后的应力释放及回弹效应,并开展了侧梁上盖板压形实验进行验证,实验结果和仿真结果吻合。各向同性模型和各向异性模型预测结果的对比表明,采用各向异性材料模型可以更准确地预测侧梁上盖板的回弹。     

大规格电镦侧模辅助成形方法及装置研究

本文主要针对大规格电镦过程中形状缺陷和晶粒粗化等问题,提出了大规格电镦侧模辅助成形方法并设计了电镦侧模辅助成形装置,为大规格电镦生产提供新思路和方法.在Mdrc分析平台建立多尺度电镦工艺有限元分析模型及侧模辅助成型模型,对比两种成型方法模拟结果,发现电镦侧模辅助成形方法既能优化电镦件的形状避免宏观缺陷,又能有效的调控微...     

高温合金锻件残余应力量化表征及控制技术研究进展EI北大核心CSCD

残余应力是在没有外力的作用下,仍以平衡状态存在于物体内部的应力,主要源于制备过程中不均匀的塑性变形。高温合金层错能低、回复困难,因此相对于其他金属材料来说,残余应力易累积、难释放、控制难度大,并由此导致了后续加工和使用过程中的各类问题。本文从高温合金锻件残余应力的形成和演化机理出发,综述了铸-锻-热处理-机加工-焊接等工艺中残余应力测试表征、数值模拟、优化控制等方面的研究进展,并重点介绍了多尺度残余应力与高温合金中析出相变的交互作用行为,及残余应力对高温合金锻件服役性能的影响,并在此基础上展望了合理预置并利用残余应力的可能性。     

电辅助不锈钢/碳钢轧制复合厚度比变化规律北大核心CSCD

采用有限元法,进行了电辅助不锈钢/碳钢轧制复合过程的模拟,对电流场、温度场和金属流动规律进行了分析。研究了初始厚度比、压下率、电流密度、轧制速度作为变量对不锈钢/碳钢复合板的复合厚度比的影响。结果表明:各因素单独作用时,减小初始厚度比、减小压下率、增大电流密度、增大轧制速度均能降低复合厚度比;而多因素复合作用时,增大压下率反而能增大不锈钢板上的电流密度,从而提高其温度,使得复合厚度比降低;初始厚度比对复合厚度比的作用效果最大,其次为电流密度,最后是压下率及轧制速度。     

基于多轴载荷相位差的神经网络预测钛合金疲劳寿命EI北大核心CSCD

钛合金是航空、航天等领域重要的结构材料,面临着多轴疲劳寿命预测困难与繁琐等问题。为此,本文考虑了对称正弦波加载条件下的相位差与加载路径非比例度的关系,构建一种以相位差、正应变幅值和切应变幅值作为输入变量,以疲劳寿命作为输出变量的多轴疲劳寿命预测的神经网络模型;分别以18组纯钛、14组BT9钛合金和33组TC4钛合金多轴疲劳试验数据进行训练,用另外的2组纯钛、2组BT9钛合金和5组TC4钛合金数据进行测试;最后与等效应变模型、最大切应变模型、临界面模型进行比较。结果表明:与基于实验数据的唯象预测方法相比,基于多轴载荷相位差的神经网络方法在预测钛合金疲劳寿命方面更高效、更准确、更具普适性。