工艺参数对钛合金叶片精锻中微观组织的影响

以叶片中的一类重要叶片——钛合金单榫头叶片为研究对象，利用自主开发的并经实验验证的叶片精锻三维有限元变形．传热一微观组织演变耦合模拟系统对其精锻过程进行了模拟，研究了不同工艺参数下叶身典型截面锻后微观组织的分布规律。结果表明：随着变形温度的升高，晶粒尺寸和β相体积分数增大；随着变形速度的增大，晶粒尺寸和β相体积分数相应增大；随着模具温度的升高，晶粒尺寸分布的均匀性提高：而摩擦条件对晶粒尺寸和β相体积分数的影响不显著。     

镁合金汽车轮毂成形工艺及数值模拟

研究了镁合金筒形件用MSC/superform软件进行数值模拟,得到了变形规律和性能参数,在保证零件成形及能耗最小的前提下,获得了最佳的毛坯尺寸。     

深冷处理与热处理工艺参数对M2高速钢杆件形变行为的影响

高速钢的杆件在热处理过程中容易产生较为显著的尺寸变形,造成后续加工成型的不便,本文尝试在常规热处理工艺中添加深冷处理对M2高速钢(W6Mo5Cr4V2)的尺寸稳定性进行优化。通过系统的热处理与冷处理变形试验,研究了细长杆件在热处理过程中的变形规律,研究了不同的回火温度和不同的深冷处理与回火处理的工艺安排等工艺调整对钢的尺寸稳定性的影响。发现先经回火+深冷处理+两次回火的工艺中,回火温度为480℃时,高速钢具有最佳的尺寸稳定性。与之形成对比的是,发现先经深冷处理、再进行三次回火的工艺方案对尺寸稳定性的提高具有最佳效果。     

深槽轮辋成形工艺分析

对深槽轮辋的成形工艺，从受力及变形分析、坯料尺寸的计算、变形速度、变形力、辊模的设计、生产中常见的问题及解决方法等几方面进行了理论和实践的探讨，并得出了一些能够用于指导实际生产的计算方法和经验。     

航天用超大规格GH4169高温合金螺栓热镦工艺

为研究一种航天用超大规格GH4169高温合金螺栓热镦工艺，利用热模拟试验机对材料进行了高温压缩实验，分析了不同变形温度和应变速率对材料变形抗力的影响，并对GH4169高温合金螺栓的热镦成形过程进行了数值模拟，分析了成形过程中等效应力场分布、损伤值分布、金属流线分布、摩擦因数对成形载荷的影响，最后进行了工艺实验。研究结果表明：应变速率一定时，随着变形温度的升高，材料的变形抗力逐渐降低；变形温度一定时，随应变速率的增大，材料的变形抗力逐渐增大；摩擦因数μ=0.3时成形过程中的最大载荷为3.56×10⁶ N,摩擦因数μ=0.5时成形过程中的最大载荷为4.11×10⁶ N。工艺实验得到的GH4169高温合金螺栓锻件充填饱满，尺寸符合要求，未发现锻造缺陷，符合航天领域使用需求。     

两种连续局部塑性成形工艺对锻件微观组织的影响

通过模拟分析与实验分析结合的方法,验证连续局部塑性成形微观组织演变有限元模型的正确性,采用该模型对42CrMo钢坯料辊锻过程中的组织晶粒度进行预报,研究42CrMo钢辊锻过程的奥氏体晶粒尺寸演化规律;对楔横轧变形过程中组织晶粒度变化进行研究,并对两种连续局部塑性成形后锻件组织晶粒度进行对比。研究结果表明,辊锻变形坯料P1、P2、P3处奥氏体晶粒尺寸实验结果与有限元预报结果吻合良好,晶粒尺寸变化为动态再结晶细化;楔横轧变形过程中,动态再结晶和奥氏体晶粒长大作用同时发生;通过对两种连续局部塑性成形得到的锻件微观组织进行比较,楔横轧锻件整体平均晶粒尺寸更加细小、均匀。     

高强度海工钢特厚板差温轧制工艺

针对特厚板轧制后组织和变形分布不均匀问题，研究了差温轧制工艺对高强度海工钢特厚板变形和组织的影响规律。基于修正后的Gleeble热压缩试验数据构建了海工钢的材料模型，并对有限元软件进行了二次开发。采用冷却和轧制耦合的方法对差温轧制过程进行了模拟，研究了压下率和换热系数对特厚板厚度方向变形行为与动态再结晶晶粒尺寸的影响，并与传统等温轧制进行了对比。结果表明，随着换热系数的增大，钢板厚度方向的温度梯度逐渐增大，表层的等效应变逐渐减小，心部的等效应变逐渐增大，厚度方向的变形更加均匀。压下率越大，差温轧制对促进心部变形的效果越显著。差温轧制能够显著细化动态再结晶晶粒尺寸，换热系数越大，钢板整体的平均动态再结晶晶粒尺寸越小。     

基于CA算法的轧制工艺动态再结晶过程模拟

为研究低碳钢轧制变形过程的组织演化,建立了一套奥氏体动态再结晶模型。利用CA算法,基于Deform研究了热轧过程中的再结晶比率和晶粒尺寸的变化。结合变形条件对模型系数的影响,将模型计算所得的组织演变、再结晶体积分数、晶粒尺寸与实验进行了比较,证明了模型的有效性。     

1420铝锂合金模锻件锻造工艺的研究

利用高温变形实验，研究了1420铝锂合金在不同变形条件下的变形行为，获得合金的塑性图、变形抗力图、晶粒尺寸－变形程度关系图，确定出合金的锻造工艺参数：锻烧温度为350－420℃，临界变形程度为8％－10％，变形速率以低速为宜。结合实际情况，制定出合理的、经济的1420铝锂合金模锻件成形工艺，即6000t水压机上多方锻开坯→车成锥体→8000t卧式挤压机上终压模成形。生产出的1420合金模锻件尺寸精度高，综合性能优良。     

厚壁管件上小尺寸深锥孔的成形加工及工艺尺寸的预测

在采用上限法的流函数模式对常规厚壁管件冷挤压成形建立理想模型的基础上,定性地分析了常规开式冷挤压成形规律。然后用实验研究的方法研究了厚壁管件上小尺寸深锥孔的成形加工及预测其变形后的工艺尺寸,对用理论计算的结果进行了修正。     

钛合金热变形过程中裂纹缺陷的预测

基于连续损伤力学(CDM)理论,同时考虑包括温度和应变速率在内的变形历史影响,建立TC11钛合金热变形过程中的损伤演化方程,提出宏观裂纹预测的断裂准则,并采用高温拉伸试验确定方程和准则中的参数。将提出的方法用于TC11合金热压缩变形过程中的数值模拟,模拟结果同实验结果的对比表明该方法可以很好地预测合金在热变形过程中裂纹的起裂和裂纹的扩展行为。     

Process design for multi-stage stretch forming of aluminium alloy aircraft skin

A process design approach for multi-stage stretch forming was proposed by combining the strain distribution method and finite element method (FEM) to determine the minimum stage number and deformation amount of each stage. The strain distribution method was used to calculate the deformation amount of each stage and evaluate the formability through a safety criterion. FE simulation was taken as an analysis tool to reveal the deformation behaviour, to predict the strain contour and to determine the process parameters at each stage. To evaluate the effect of heat treatment after pre-strain on occurrence of deformation defects during the subsequent deformation, a multi-stage uniaxial tension test for 2B06 aluminium alloy sheet was carried out. A case study demonstrates that the approach has high reliability and good practicability.     

非致密体钼的热压扭成形有限元模拟

针对非致密体金属钼材，采用刚粘塑性有限元法对其热压扭过程进行了分析研究．获得材料变形过程中的等效应力、等效应变、静水压力、相对密度的分布规律。根据模拟结果初步讨论了高径比、摩擦因子、变形量等工艺参数对变形的影响。研究表明：压缩变形是材料致密的主要因素，而扭转变形使变形均匀化。     

30Cr2Ni4MoV钢镦粗过程中的组织演变

针对铸态组织粗大的特点,采用Gleeble1500热模拟实验机研究了30Cr2Ni4MoV钢在不同条件下热变形时的动态再结晶行为以及晶粒尺寸的变化规律,分析了变形工艺参数对再结晶行为、晶粒尺寸及混晶程度的影响。结果表明,变形温度相同时,随变形量的增加,动态再结晶的比例随之增大;变形量相同时,再结晶的临界变形量随变形温度的升高而降低。变形量在部分再结晶区域时,随变形量的增加,混晶及其占有面积都随之增大。当变形量大于完全再结晶所需临界变形量时,随变形量的增加,混晶及其占有面积都随之减小。     

Numerical Investigation of Process Parameters on External Inversion of Thin-Walled Tubes

In this paper, a computational study of development of external inversion mode of deformation of round-metallic aluminum tubes over a fixed profile die is presented. Inversion mode of deformation is analyzed in detail by using a finite element code FORGE2. The proposed finite element model for this purpose idealizes the deformation as axisymmetric. Six-noded triangular elements are used to discretize the domain. The material is modeled as rigid-viscoplastic. Typical variations of the equivalent strain rate and equivalent strain along the length of the deforming tube are studied to predict the development of inversion mode of deformation. The influence of the friction present at the contact interface between the tube and the die is also examined to suggest a successful inversion of tube. Energy absorbed in overcoming the frictional stresses between the tube-die interfaces is compared with the total energy required in the inversion of tube. A few predicted results which include the geometry of inverted tube load-compression variation during inversion process are compared with their experimental counterparts to validate the computational model.     

Examination on the Calculation Method for Modeling the Multi-Particle Impact Process in Cold Spraying

In this study, a systematic examination on multi-particle impact process in cold spraying was conducted for copper material by using different methods including Lagrangian method, Eulerian method, and smoothed particle hydrodynamics (SPH) method. It is found that for the Lagrangian method, the meshing size and the element type significantly affect the resultant output. Moreover, the particle deformation behavior calculated by Eulerian method is more comparable to the experimental observation than that by Lagrangian method. Further study on the multi-particle impact process also demonstrates that Eulerian method is superior to Lagrangian method. In addition, the preliminary investigation on the mesh-free-based SPH method shows that this technique can provide a relatively reasonable result in the particle deformation behavior and the weight of the independent SPH particle exerts limited effects on the resultant output. Furthermore, owing to the meshfree feature and the appropriate solution to the contact interface, SPH method can also be employed to simulate the multi-particle impact process in cold spraying.     

Three dimension simulation analysis of the interpass stress and deformation during multipass welding

It has been widely studied about the final residual stress and deformation in muhipass welding of thick weldments. But there is a lack of a clear understanding of the interrelationship of interpass stress and deformation during multipass welding. In this study, a three dimension numerical model of a sixteen-pass double V-groove welded joint with 50 mm plate is developed to compute the stress field and deformation by using multiple CPU parallel processing technology. The following factors such as the non-linear of temperature, heat radiation, filling of material step by step and so on are considered. Distribution and evolution law of welding stress in the transverse and longitudinal section is analyzed in this paper, and the interpnss stresses are studied also. At the same time the evolution course of angular deformation amount is analyzed, and the experimental results show that the calculated resuhs accord with the measured results of angular deformation.     

20Cr2Ni4A钢制内环工艺改进

针对液力变矩器的20Cr2Ni4A钢制内环经渗碳淬火后圆盖板翘曲度过大导致无法满足机加工要求这一问题,采用有限元方法模拟了装炉方式和在圆盖板上下端增加机加余量对内环渗碳淬火过程的应力场和变形场的影响,并进行了试验验证。结果表明,装炉方式和增加机加工余量对内环渗碳淬火过程应力场和变形场的影响很大,采用4种装炉方式进行淬火后内环的最大变形量按从大到小依次为长轴竖放、短轴竖放、吊放、横放。采用吊放装炉能使?215 mm薄壁处平面翘曲变形有效减小至0.29 mm,横放装炉翘曲度能控制到0.21 mm。当圆盖板上端机加工余量增厚至11 mm时,翘曲度能控制到0.19 mm。综合生产效率和成本,宜选用横放装炉生产。     

提高自由镦粗变形均匀性的措施及模拟分析

自由镦粗易形成鼓形 ,变形不均匀 ,一直是亟待解决的问题。本文提出了一种新的工艺措施 ,采用大型体积成形商业化软件 DEFORM进行了有限元数值模拟 ,并与普通镦粗的模拟结果进行了比较 ,发现变形均匀性得到了很大提高     

航空弓形结构框喷丸强化变形计算及工艺规范建立

目的研究航空弓形结构框喷丸强化变形的力学理论、有限元模拟的预测方法,建立喷丸强化工艺规范,为国内航空工业中的喷丸工艺提供一定指导。方法首先利用有限元软件ABAQUS进行若干组不同喷丸速度的随机弹丸撞击模拟,创建与喷丸平均速度相关的喷丸诱导应力数据库,在此基础上,进行弓形结构框喷丸强化变形的理论预测和有限元仿真。在ABAQUS环境下开发一个快速模拟不同喷丸参数下弓形结构框喷丸强化变形的插件,实现各种不同类型的弓形结构框的自动前处理以及理论解和仿真解的给出。在以上研究的基础上,发展一套快速确定各类弓形结构框喷丸强化参数的工艺规范。结果针对某型号弓形结构框,在相同的喷丸参数下,理论计算的最大变形量为1.25 mm,有限元计算的最大变形量为1.13 mm,实验结果为1.8mm。结合计算预测和工艺规范,确定了喷丸矫形区域及参数,最终弓形结构框的变形为0.15 mm,满足精度要求,验证了计算预测与规范的有效性。结论分析认为,建立的理论预测方法和有限元方法可以快速准确地预测弓形结构框喷丸强化变形结果。本研究对于国内航空工业中弓形结构框喷丸强化变形的快速仿真以及理论预测具有较大的工程价值。