热锻成型工件的微观组织模拟

本文开发了金属成型热力耦合刚粘塑性有限元模拟系统，具有塑性变形和传热过程的耦合分析及模拟热锻变形后工件内部微观组织变化的功能。应用该系统考虑变形时的动态再结晶、静态再结晶和相变等因素的影响，分析了热锻成型工个的晶粒大大小，模拟结果与实际相符合。     

模拟岩石声发射及混沌性的PCA模型

根据岩石的细观非均质特征 ,从基本的能量传递规则出发 ,建立了一种新的物理元胞自动机PCA理论 ,它能够对岩石等细观非均质材料破坏演化过程中的声发射及混沌性进行有效模拟。经对较均质的粗面岩与较不均质的花岗岩AE混沌性模拟结果表明 ,其最大Lyapounov指数分别为 0 .45和 0 .6 2 3,即非均质性越强 ,混沌性就越强 ,对其岩石破坏力学行为的预测就越困难。模拟得到的声发射曲线与Mogi.K的实验结果基本吻合。PCA模型突破了传统元胞自动机模型仅限于数学意义上的运算规则 ,发展成为一种研究岩石破坏演化过程中声发射规律及非线性特征物理力学方法。     

大型铸锭均质化问题及其新解

铸锭存在严重非均质问题,直接影响最终产品的性能和材料利用率,并制约后续热加工方法和工艺窗口选择。提高铸锭的均质化水平对节能降耗、提高材料利用率、保障构件服役性能和重大装备建设具有重要意义。本文介绍了大型铸锭非均质化因素如成分偏析、夹杂、缩孔/疏松和晶粒不均匀问题及其在后续热加工中的演变,提出了铸锭均质化窗口的概念;介绍分析了大型铸锭凝固过程宏观偏析数值计算和模拟研究的新进展以及提高铸锭均质化水平的新方法;针对冷却速率不均、不可控多相流动和非平衡溶质分凝3个造成铸锭非均质的根本原因,提出了可以根据目标均质化窗口进行铸造过程预设计的层状铸造(layer casting)新方法,建立了层状单元分配和变成分浇注成分控制模型。数值计算模拟和实验验证表明,层状铸造在降低多相流速、均化冷却速率、改变溶质分凝方面效果显著,提高了铸锭的均质化水平,并可大幅度降低设备投资、节能降耗,有望应用于高品质大型铸锭制造。     

薄壁钛管差温剪切弯曲热力耦合有限元模型

基于ABAQUS软件环境下的动力显式热力耦合分析模块,建立了TA2薄壁钛管差温剪切弯曲过程模拟三维弹塑性热力耦合有限元模型,讨论了材料模型、热边界条件、单元类型和尺寸、质量放大等有限元建模关键问题,实验验证了有限元模型的可靠性.结果表明:(1)从有限元模型计算的精度和效率考虑,质量放大因子为10000是合理的;(2)单元尺寸越小,热力耦合实体单元模拟管材直线段传力区的温度越低,单元尺寸≤1.0 mm× 1.0 mm的热力耦合壳单元模拟管材温度场的分布达到稳定;(3)与热力耦合实体单元相比,采用1.0 mm ×1.0 mm热力耦合壳单元模拟的管材厚向应变分布更接近于实验结果.     

基于数值三维重构的含缺陷非均质材料力学性能研究

缩松和夹渣缺陷是铸件的常见缺陷,这类缺陷非均匀地分布在铸件基体中,割裂了材料的连续性,在零件服役过程中极易引起应力集中而导致零件失效,因此综合考虑非均质性特征对材料力学性能的影响具有重要意义。本文基于平板铸钢件浇铸实验,采用连续切片法获得铸件整体切片序列影像,并基于数字图像处理构建了内含缺陷的三维空间点阵,进一步采用空间点阵映射算法建立非均质材料有限元模型,在此基础上进行了均质与非均质试样模型的拉伸过程模拟研究。结果表明,采用非均质模型能更为准确地表达试样的力学性能。     

液晶电视音箱前壳模拟流动分析与模具设计

分析了液晶电视音箱前壳的成型工艺,模具设计中用CAE软件对塑件成型进行了模拟流动分析,在模具结构、浇注系统设计中利用CAE模拟分析结果,提高了注射模设计水平。利用镶件拼合缝隙作为排气槽,解决了模具型腔喇叭网孔处不易排气的问题。模具投入批量生产,塑件质量稳定,用户反映良好。     

冷弯成型有限元模拟技术的研究进展及发展趋势

对塑性成型有限元理论的研究和冷弯成型单元技术的发展进行归纳总结,并对冷弯成型有限元模拟的发展趋势和有限元模拟的优势、存在的问题进行了分析。     

齿形顶出器注射成型模拟研究

对齿形顶出器注射成型过程进行了数值模拟,探讨了非薄壁塑件在充模模拟过程中需要注意的问题。通过分析不同的几何建模方法及网格模型等对塑件模拟结果的影响,得出了适合于局部厚度变化较大塑件的CAD建模方法。     

轿车地毯热力塑性成型中热传递模型的建构与应用

结合传热学中非稳态导热理论,对轿车地毯热力塑性成型加热和冷却阶段中的传热现象进行了理论研究,分别建立了轿车地毯热力塑性成型中加热和冷却过程的物理模型和数学模型,并推导出了加热和冷却时间的理论设计计算公式。最后将理论模型应用到实际的轿车地毯生产工艺中,从而论证了模型的实用性和精度。     

ASME SA508-3钢的再结晶晶粒细化规律

本文采用热力模拟手段研究了 ASME SA50 8- 3钢在热加工变形之后的再结晶细化规律以及其稳定晶粒尺寸 ,所得结果具有重要的理论和实际价值。     

板料多步冲压回弹的数值模拟研究

回弹是板料冲压成形过程中一种常见但很难解决的现象。首先研究了板料弯曲变形中卸载回弹的原理,然后以依维柯侧壁上内板为例,采用动态和静态算法相结合的方法,在考虑每道工序板料回弹的基础上,对其进行多步冲压回弹的数值模拟,最后对模拟结果和实验结果进行比较,验证该模拟方法提高回弹计算精度的有效性,为板料冲压成形工艺的制定提供科学依据。     

板料弯曲回弹的有限元模拟影响因素研究

阐述了板料成形数值模拟中回弹问题的研究历史和发展现状,分析了塑性弯曲加工中工件发生弯曲回弹的原因、特点及有限元模拟过程的影响因素,总结了回弹模拟的算法,从成形过程模拟和回弹计算两方面系统分析了影响回弹模拟准确性和收敛性的主要因素及改进方向,讨论了模具设计中回弹的补偿算法 ,并提出了当前控制回弹的基本方法     

金属熔滴沉积成形三维零件的工艺研究

通过对单颗金属熔滴沉积行为的研究,建立了三维实体零件搭接成形数值计算模型,探索了金属熔滴在小空间、大温度梯度下沉积成形中熔体流动、铺展、凝固成形机理,揭示了典型特征截面上搭接成形时,熔滴沉积中的主要特征因素对成形形貌、内部质量的影响。结果表明,在脉冲压力P=0.4 MPa、脉冲频率f=40 Hz、熔体温度T_d=550 K、基板温度T=400 K、基板与喷嘴间距离h_s=5mm、喷嘴直径D_0=0.7mm时,成形制件的层厚S_y=2.22mm,其内部没有明显的孔洞,致密度较好。     

三维热耦合刚粘塑性有限元数值模拟技术的开发和应用

刚塑性有限元法是模拟热塑性变形的有效手段。本文介绍了可在工作站和微机上运行的三维热刚粘塑性有限元软件及其功能与特色，讨论了软件主要的理论依据和微机化过程。该软件可以进行加热和冷却过程中的温度场模拟，高温下金属塑性成形的速度场和温度场（包括上、下模具）的耦合计算、非稳态塑性成形过程分析；还可模拟和预测金属在热加工中的再结晶过程和内部组织的变化规律。应用所开发的软件，对中心压实法、高温镦粗、拔长、扩孔等三维锻造工艺进行了数值模拟。文章最后实验测定了ＪＴＳ锻造工艺的温度场和三维镦粗试件的晶粒度分布，实验值与模拟值的对比结果表明，数值模拟的结果是可靠的。     

金属薄板成形的有限元仿真技术

金属薄板成形是一个包括材料非线性、接触非线性和几何非线性等的复杂问题。针对金属薄板的成形特点,探讨金属薄板成形有限元仿真关键技术,即建模、网格划分、算法选择及成形缺陷预测准则的特点及应用中应注意的问题。应用薄板成形专用有限元分析软件Dynaform,对薄板两次拉深成形进行了有限元仿真,仿真结果与实验结果吻合,验证了所论述理论的可行性及有效性。     

An investigation of a coupled analysis of a thermo-elastic-plastic model during warm upsetting

The primary purpose of this paper is to construct a thermo-elastic-plastic model which can be utilized in the simulation of a more realistic metal forming process under a warm forming condition. In this model flow stress is taken as a function of strain, strain rate and temperature. The finite element method and the finite difference method are adopted to simulate the whole forming process. The strain is taken by a Taylor's series expansion and is associated with its corresponding convergent criterion, an available scheme for the calculation of the strain rate is thus evolved. Furthermore, the strain rate and temperature effect during the warm upsetting process are also investigated. The temperature predicted in the proposed model for the upsetting process agrees quite well with Pohl's experimental data.     

板材零件成对液压成形的分析与试验研究

板材成对液压成形技术是一种新的板材成形技术,具有成形性好、制造工期短、费用低等优点,特别适用于批量小、形状复杂板材零件的生产。本文对板材成对液胀成形技术进行了理论分析和试验研究,介绍了该技术的技术原理和特点,提出了提高其成形极限的措施。结果表明：理论分析结果和实验结果是一致的。     

Several important problems of chemical metallurgy in arc welding

Ｓｅｖｅｒａｌｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｔａｌｌｕｒｇｙｉｎａｒｃｗｅｌｄｉｎｇ￥ＹｏｕＡｉｑｉｎｇａｎｄＸｕｅＳｏｎｇｂａｉ（ＨａｒｂｉｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷｅｌｄｉｎｇ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ...     

金属板材分层渐进成形技术及其有限元模拟

本文介绍了金属板材分层渐进成形技术。由于金属板材分层渐进成形的工艺较复杂 ,各种参数及加工轨迹很难用实验方法确定 ,如何选择合理的工艺参数来得到理想的加工工件成为问题的关键。根据金属板材分层渐进成形为多工步成形的技术特点 ,提出了金属板材分层渐进成形的有限元模拟方案     

板料零件数控渐进成形工艺研究

板料零件数控渐进成形工艺是一种通过数字控制设备 ,采用预先编制好的控制程序逐点成形板料零件的柔性加工工艺。本文就板料零件数控渐进成形工艺的成形过程、变形机理、极限半顶角等方面进行了探讨。认为 ,板料零件数控渐进成形是使板料的厚度减薄 ,表面积增大 ,靠逐次的变形累积产生整体的变形。变形区厚度的变化与成形半顶角有关 ,其中 ,成形极限半顶角是数控渐进成形能否成功的关键 ,它不仅与材料有关 ,而且与板料厚度有关。