蠕变时效成形工艺参数多目标优化

提出了一种综合运用试验设计、响应曲面法及多目标优化的工艺参数优化方法,以成形效率和时效后材料的屈服强度为试验指标,以时效温度、时效时间和应力为试验变量,按Box-Behnken试验设计方案进行试验;利用试验结果构造试验指标和试验变量间的响应曲面并对其分析;结合响应曲面建立多目标优化模型;运用基于动态目标加权的具有量子行为的粒子群算法得到Pareto最优解集;提出一种最小归一化距离选解法,从非劣解集中选出最优解,得到综合最优工艺解187.9℃、6.42 h、250 MPa。按优化前后的工艺参数进行单曲率蠕变时效成形试验,相比优化前,成形效率由14.0%提高到19.4%,屈服强度由442.354 MPa提高到451.786 MPa,两个目标同时得到了优化,验证了工艺参数优化方法的有效性。     

铜管弯曲成形加工中确定回弹量的方法

在空调的管路件制作过程中,通过经验公式确定铜管在弯曲成形加工中回弹量的方法,提高铜管弯制工艺质量.     

铝合金整体壁板时效成形模具型面构造

时效成形是飞机整体壁板的主要成形工艺之一,由于成形过程中回弹量大的特点,需要对模具进行补偿以消除回弹对零件成形精度的影响。为了有效消除回弹影响,提出一种有限元模拟与物理试验相结合的思路,基于有限元模具型面回弹补偿—试验迭代的频域模具型面修正方法。以2124铝合金材料为例,以零件理论外形作为初始模具型面对整体壁板进行仿真回弹补偿迭代,经过6次补偿,零件成形误差减小到0.47 mm,把有限元迭代所得模具型面进行工艺试验,验证结果表明,仿真迭代所得模具型面成形零件的误差为0.63 mm;达不到0.5 mm的外形误差要求。进一步采用模具"频域"修正算法对时效成形模具型面进行修正,经过2次修正,成形零件误差降低至0.484 mm,满足使用要求,结果表明该方法可行。     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金回归再时效过程的XRD分析

采用拉伸测试、电导率测量,X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析以及点阵常数测量等方法对喷射成形7075铝合金回归过程中的拉伸性能、导电性能以及溶质元素与强化析出相的析出程度和演变过程进行研究。结果表明,在回归再时效处理过程中,采用合适的回归温度与时间,可有效改善合金的力学和导电性能。经120℃预时效16 h后的喷射成形7075铝合金,通过200℃高温回归8 min及再时效处理,其抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为791 MPa、736 MPa、8.5%和22.6 MS/m,合金综合性能良好。通过XRD分析及α-Al基体晶格常数的精确测量,能更好地表征溶质元素与析出相的回溶和析出,以及回归与再时效后析出相的回溶和析出程度,指导7075合金回归处理制度的优化和选择。     

铝合金板材冲压成形回弹有限元模拟研究

板料卸载后回弹变形对钣金件的成形精度影响很大。基于Numisheet1993的U形弯曲标准考题,考虑板材与模具间的接触演变过程,建立了一个有限元模型来预测铝合金板材弯曲过程的回弹。模拟中板材本构方程基于更新拉格朗日弹塑性材料模型,压边力采用凸缘边界的等效力表示,卸载过程采用模具反向运动方法。对有限元敏感度分析发现,回弹大小和整体精度受到元素大小、积分点和屈服准则的很大影响。有限元模型通过Numisheet1993和2005的考题进行验证,发现精度达90%以上。通过有限元分析得到了一个优化的模型,提供了一个更加精确的方法,该方法还可减少计算时间。     

振动时效在铝合金零件加工中的应用

高强度铝合金在加工过程中的变形问题广泛存在,而残余应力是引起变形的关键因素.因此,研究如何去除残余应力、稳定铝合金零件尺寸具有重要的理论意义和工程应用价值.本文首先介绍了去除残余应力的常用方法及其特点,然后详述了振动时效去除残余应力的工艺和原理.然后在试验中通过检测刚加工完成时和放置90 d时,零件表面的平面度变化的方法比较了人工时效法、深冷处理法和振动时效法在去除实例零件残余应力时的效果.最后结果表明:振动时效在去除铝合金残余应力时较其它方法具有更好的效果.     

多媒体技术在板料弯曲成形中的应用

简要介绍了板料弯曲成形多媒体应用系统开发的过程 ,该工作是多媒体技术应用于工程的一种尝试 ,并取得了阶段性成果。研究结果表明 :多媒体技术应用于板料弯曲成形是切实可行的 ,且为以后的弯曲成形研究提供了新的手段     

[成形过程的数据挖掘与深度学习方法]基于机器学习的管材弯曲回弹有效预测与补偿

采用基于优化的误差反向传播(BP)神经网络的机器学习算法建模,提出了考虑材料参数、几何参数等多因素的弯管回弹精确预测和高效控制方法。该方法通过引入非线性惯性权重及遗传算法的杂交算子,改进了粒子群优化(PSO)算法,进而通过改进的PSO算法对BP神经网络进行优化,构建了基于改进的PSO-BP神经网络机器学习回弹预测和补偿模型。以多种规格的铝合金数控弯管构件为对象,将实际生产中不同规格、批次、成形参数下回弹数据作为训练样本,实现了所建机器学习预测模型的应用验证。所建模型获得的预测结果平均相对误差为6.3%,与未优化的BP神经网络等传统模型相比,预测精度最大提高了18.5%,计算时间可从1.5 h缩短至300 s,同时实现了回弹预测与补偿精度以及计算效率的显著提高。     

电磁技术在板材成形中的应用

电磁成形是目前广泛应用的高能率成形方法之一，综述了电磁成形技术的国内外发展现状，介绍了电磁成形的基本原理和优点以及电磁成形技术在板料成形中的应用，包括平板成形、冲裁、连接、焊接和铆接，并展望了电磁成形技术的发展趋势。     

大型铝合金壳体锻造成形过程的数值模拟和实验研究

针对某大型铝合金壳体锻件的形状特点,结合实际制造能力,提出一套成形工艺方案。利用有限元数值模拟软件DEFORM-3D,分析了预压坯件形状对终成形效果的影响,研究了摩擦因数、锻造速度、始锻温度对终成形最大载荷的影响规律,解析了该大型铝合金壳体成形过程的4个阶段。通过数值分析和实践经验得出了合理的坯件形状、模具形式及成形工艺参数,消除了成形中可能出现的缺陷,并将成形力控制在250MN以内,研究内容最终得到了实验验证。     

7075铝合金蠕变时效成形工艺参数对回弹的影响

对7075铝合金进行了蠕变时效成形试验,通过正交试验分析了时效温度、保温时间和模具半径等工艺参数对该铝合金蠕变时效成形后回弹的影响。结果表明:蠕变时效成形工艺参数对回弹的影响程度由大到小的顺序为时效温度、保温时间、模具半径;当时效温度为190℃、保温时间为15h、模具半径为300mm时,7075铝合金成形效率最高,回弹率最小,为29.43%;在其它工艺参数一定时,回弹率随时效温度的升高而降低,随保温时间的延长先快速下降然后逐渐趋于稳定。     

7075铝板弹性模量退化行为研究及回弹预测

金属板材的弹性模量随塑性变形发生衰退,这一现象对板材成形中的回弹预测影响巨大。为研究7075高强铝板的弹性模量衰退规律,采用传统的循环加载试验进行弹性模量测试,同时借助DIC应变测量系统设计弯曲卸载试验进行测试。试验结果表明：弹性模量随塑性变形发生明显退化且衰退规律受材料变形所处的应力状态影响。将两种试验所得衰退规律用于C形梁成形过程中的有限元回弹仿真,仿真与试验的对比结果表明：弯曲卸载试验所得弹性模量衰退规律对C形梁回弹分析的结果明显优于循环加载试验所得规律的结果,四个回弹角的预测精度分别提高了42%、7%、40%和200%。     

高强板成形回弹控制方法研究

高强板的成形回弹问题一直是模具设计生产的难点,回弹问题主要表现在预测、控制及补偿三方面。文章主要针对高强板的回弹控制,概述了回弹产生的原因及影响因素的理论研究情况,从工艺及设计两方面提出了控制高强板回弹的办法,以在设计、生产中控制高强板回弹。     

基于裂尖钝化模型的2124铝合金断裂韧性估算

基于裂纹尖端钝化理论及尖切口根部断裂准则,以裂纹尖端临界钝化半径ρc为两种模型的物理关联点,提出了裂纹尖端微试棒材料元受载方向的变形能力即延伸率δ与ρc直接相关的假设,进而给出了高塑性金属材料断裂韧性预测的δ模型。分析表明断裂韧性KIc与材料的弹性模量和延伸率相关,而对于同一种材料,则断裂韧性KIc仅与延伸率相关。2124铝合金在不同热处理状态和不同取向上的试验结果验证了上述δ模型的正确性。给出了2124铝合金断裂韧性KIc定量估算的线性表达式,且预测结果与试验结果符合性较好。     

剖析铝合金配合部件对轴承打滑的影响

当配合部件（轴及壳体）为铝合金材料时,容易因配合选择不当引起轴承打滑。结合某机栽设备轴承配合的实例,深入分析了配合部件为铝合金材料时轴承打滑的机理,比较了不同材质配合部件及不同配合公差的实际使用效果。对于铝合金配合部件的轴承配合给出了一些有益的建议,并简要讨论了防止打滑的措施。     

润滑条件下铝合金板成形模拟中摩擦模型的研究

对润滑条件下铝合金薄板筒形件拉深成形过程进行了工艺分析，在作出一些简化和假设的基础上，建立了基于流体润滑的筒形件拉深成形过程摩擦模型；将该模型运用到板料成形过程有限元分析中，计算出筒形件成形时摩擦系数动态变化的数值；开发出基于探针测试的铝合金板温成形动态过程摩擦测试系统，并对筒形件成形时的摩擦系数进行了测试实验。计算结果与实验数据表明，板料成形过程中的摩擦系数不是一个常数，随着凸模行程的增加，摩擦系数具有增加的趋势。     

搅拌摩擦焊2124-T851铝合金超低周疲劳特性

为获得搅拌摩擦焊接(FSW)条件下单次加载断裂与循环加载断裂机制的演化规律,研究了FSW及标准基材2124-T851铝合金超低周疲劳(ELCF)特性。分析表明,FSW试样S-N曲线在超低周疲劳寿命区符合幂函数关系但数据分散性大,且当指定寿命越大时,焊接试样相对于基材的定寿强度(SSFL)下降率越高。在极限寿命定义为1个循环的假设下,单次加载断裂与多次加载断裂具有统一的宏观变化规律,其微观断裂机制也具有连续演化的特征。超低周疲劳断口无明显的疲劳源区,FSW试样随着超低周疲劳寿命的增大,断裂特征由正断型向切断型转变。     

铝合金夹层结构超塑成形过程的有限元模拟

应用有限元软件Marc对5083铝合金空心夹层结构的超塑成形过程进行了数值模拟.通过模拟预测了成形件的壁厚分布情况,并获得优化的压力-时间曲线,为后续试验的成形气压控制提供了参考依据.