轧辊参数对铝合金薄板冷轧过程应力应变的影响

铝合金薄板轧制过程中,研究轧辊参数对板材应力应变分布和影响对于确定轧辊参数合理范围、实现冷轧精确成形及预测具有重要意义.本文基于ABAQUS建立了铝合金3A21O薄板带材(30 mm×2 mm,宽度×厚度)冷轧成形三维非线性有限元模型,分析了轧辊直径、轧辊转速对板材应力应变分布的影响.结果发现:(1)压下量为50％时,不同轧辊参数下板材应力分布变化较小,应变分布变化较大,等效塑性应变波动范围为1.68～2.83; (2)改变轧辊参数下,伸长应变分布存在三种形式:“凹”字形、梯形和抛物线形;(3)改变轧辊直径后,厚向应变、伸长应变发生较大变化,局部点处应变相差可达17.9％,增大直径和轧辊转速有利于提高厚度均匀性.     

塑性工艺参数对ZTC4钛合金应力-应变和组织的影响

采用不同的塑性工艺参数对铸造Ti-6Al-4V(ZTC4)进行等温变形分析,得出变形应力-应变规律和变形后的内部组织规律;对ZTC4钛合金的原始组织进行了分析,得出原始组织形态的影响规律。     

淬火过程初应变项对淬火残余应力的影响

淬火过程是温度、组织和应力应变3方面交互作用的复杂过程。文章考虑了淬火过程中各项热物性参数、力学性能参数等随温度的变化情况,建立了温度、组织和应力的耦合分析结构图,自行开发了淬火过程有限元模拟软件,选择平面问题为研究对象,建立相应的有限元分析模型,分析和讨论了由温度引起的初应变、相变引起的初应变及相变塑性对淬火残余应力的影响。根据有限元分析的结果,得到了淬火过程各项初应变对淬火残余应力的影响规律。     

三维封装铜柱应力及结构优化分析

文中利用有限元模拟软件ANSYS对三维立体封装芯片发热过程中整体应力及局部铜柱的应力情况进行了分析,并对三维封装的结构进行了优化设计.结果表明,最大应力分布在铜柱层,铜柱的应力最大点出现在铜柱外侧拐角与底部接触位置.以铜柱处最大应力作为响应,进行了结构参数优化,采用三因素三水平正交试验方法,分别使用铜柱直径、铜柱高度、铜柱间距三个影响因素作为变化的结构参数.结果表明,铜柱直径的变化对等效应力影响最大,铜柱间距次之,铜柱高度影响最小.且发现随着铜柱高度、铜柱间距、铜柱直径的不断增大其铜柱外侧拐角与底部接触位置的最大等效应力不断减小.     

功率循环载荷下BGA焊点应力与应变分析

建立了球栅阵列封装(ball grid array, BGA)焊点有限元分析模型,基于ANAND本构方程,分析了BGA焊点在功率循环载荷下应力与应变的分布情况,并搭建试验平台,完成了功率循环载荷下BGA封装器件应力与应变的测量试验,验证了仿真分析的可行性.选取焊点高度、焊点直径、焊盘直径和FR4基板厚度完成了正交试验分析,通过非线性回归分析得到高拟合度的BGA焊点功率循环应力量化评价模型.结果表明,BGA焊点结构参数对焊点应力影响大小排序为焊盘直径、FR4基板厚度、焊点直径和焊点高度,焊盘直径对BGA焊点应力影响显著,焊点直径、焊点高度和FR4基板厚度对BGA焊点应力影响不显著;最优参数水平组合为焊点高度0.39 mm、焊点直径0.42 mm、焊盘直径0.34 mm和FR4基板厚度0.8 mm,最优水平组合下BGA焊点应力与应变明显降低.     

钢管斜轧过程应力应变与温度耦合模拟分析

采用有限元方法将轧制过程轧件的应力应变与温度状态进行耦合计算，使有限元对斜轧过程的模拟更加准确。为轧辊和顶头磨损分析提供了依据。经轧辊与顶头实测结果分析，说明计算结果是可靠的。轧件在入口和出口的计算与实测温度平均值符合较好。     

应力/应变场对插销试验焊接接头氢扩散的影响

采用ABAQUS有限元分析软件及有关焊接接头中氢扩散与集聚的计算模拟技术计算分析了不同外加载荷条件下插销试件的能力、应变场及其对氢扩散与聚集过程的影响。计算结果表明，静载拉伸条件下插销缺口前沿有明显的应力应变集中，随着外加载荷的增加，缺口尖端应力逐渐增大，但应力集中系数逐渐减小；在相同初始氢条件下，随着外加载荷的增加，缺口前沿应力应变集中部位氢的峰值浓度逐渐提高，氢浓度达到峰值的时间也逐渐增长。分析认为，插销缺口附近产生的应力应变集中是导致氢在该区域产生聚集的重要原因。     

工艺参数对钴基合金等离子熔覆残余应力的影响

目的 探究钴基合金等离子熔覆在不同工艺参数下残余应力的分布规律,选取最优工艺参数组合,以达到降低残余应力的目的。方法 设计正交试验,采用等离子熔覆技术制备9组不同工艺参数下单道钴基等离子熔覆样件,利用盲孔法对每个样件的熔覆起点、中间位置及终点位置的残余应力进行测量,分析工作电流、扫描速度、送粉速度等工艺参数对残余应力的影响规律。结果 工件表面残余应力主要以拉应力为主,其中间位置的残余应力最大。各个位置平行于扫描路径方向的残余应力均大于垂直于扫描路径方向的残余应力。当工作电流为92 A、扫描速度为100 mm/min、送粉速度为12 r/min时,所成形的样件残余应力最小。结论 工作电流对熔覆起点和终点平行于扫描路径方向的残余应力影响最为显著,其余各位置各方向上,影响最显著的因素为扫描速度。工作电流越大,残余应力越大;随着扫描速度的增大,残余应力不断变小;随着送粉速度的增大,残余应力有增大的趋势。选取合适的工艺参数组合能够有效地控制残余应力。     

Q235碳素钢应变诱导相变中的应力—应变曲线分析

分析了单向压缩热模拟条件下碳素钢应变诱导铁素体相变过程中的σ-ε曲线特征，结果表明，应变诱导相变过程有自己特定的σ-ε曲线，与典型的奥氏体动态再结晶σ-ε曲线有明显差异，随形变温度的降低σ-ε曲线由典型的奥氏体动态再结晶型过渡到铁素体应变诱导相变型，在900℃奥体稳定状态应变时，随应变速率的提高，奥氏体动态再结晶被推迟，铁素体应变诱导相变提前，奥氏体的动态再结晶并不能完全抑止换素体的诱导相变，在770℃奥氏体亚稳态应变时，奥氏体不能动态再结晶，应变速率的变化主要与铁素体析出速率相关，应变诱导相变过程中，铁素体析出的临界应变量εc与应变峰值εp 的关系受应变温度的和应变速率的影响，在奥氏体不能动态再结晶的条件下，εc＜0．3εp，降温单道次形变过程中，Q235碳素钢中会相继发生奥氏体的动态再结晶，铁素体应变诱导相变及铁素的动态再结晶并反映在σ-ε曲线上。     

PCD木工圆锯片应力模拟分析

PCD木工圆锯片的锯齿结构参数直接影响其加工的表面质量及刀具寿命。本文采用有限元分析方法对不同结构参数的ф300 mm PCD木工圆锯片在切深ap10 mm,转速1 000 rpm切割条件下的应力状况进行了计算机模拟分析。结果表明,当前角γ固定为15°,后角α从12°增加到15°、18°,最大拉应力和最大压应力增加均小于5%,说明刀具后角对锯片应力的影响较小;当后角α固定为12°,前角γ从15°增加到20°,最大拉应力增加了约30%,说明增大刀具前角会显著增加锯片根部拉应力集中度;其最佳结构设计为前角γ=15°、后角α=12°,此时PCD圆锯片具有最小的受力状况。     

CBGA不同尺寸焊点热循环载荷下应力应变的有限元模拟

采用ANSYS分析软件，将组件简化为二维模型的焊点应力应变有限元分析。通过研究三种BGA球（0．76mm、1．0mm、1．3mm）组件，利用有限元模拟CBGA（陶瓷球栅阵列）组件在热循环加载条件下其应力应变分布，并且计算了焊点的应力应变最大值，得出球径为0．76min的CBGA组件其可靠性最好，表明有限元方法可有效地用于研究微电子封装中各类焊点的可靠性。     

金刚石薄圆锯片基体的磨削工艺参数优化

针对金刚石薄圆锯片基体磨削表面质量控制问题,在数控卧轴圆台平面磨床上开展圆锯片基体磨削正交试验,研究磨削工艺参数对其端跳、平面度、同片厚度差的影响规律。结果表明:砂轮转速对端跳影响最显著,提高砂轮转速有利于减小端跳;工作台转速对平面度以及同片厚度差影响最显著,提高工作台转速有利于获得平整和光洁的表面。优化的磨削工艺参数组合是砂轮转速为1 500 r/min,进给速度为3 000 mm/min,工作台转速为250 r/min,磁力为90%。在此参数下,对金刚石圆锯片基体进行磨削,其磨后的端跳、平面度和同片厚度差分别为0.08、0.02和0.004 mm,远小于标准规定的0.12、0.08和0.020 mm,且无明显磨削损伤缺陷。      

淬火过程应力/应变场有限元模拟关键技术研究

针对淬火过程应力/应变场的特点,给出了淬火过程弹性区、塑性区的应力应变关系。根据淬火过程热物性参数及组织转变的特点,给出了处于弹性区和塑性区的单元应变增量表达式,及热应变、相变应变、相变塑性等初应变的计算方法。给出了热弹塑性问题有限元变分方程、变分方程右端列向量的计算方法及适用于淬火过程的迭代收敛准则。编写了淬火过程有限元模拟程序,并用该程序模拟了圆柱试样的淬火过程,将模拟所得结果与实验结果相比较可以看出,模拟结果与实验结果吻合较好。     

正交异性幂强化材料的平面应力应变分析

在平面应力状态条件下,对Hill塑性屈服条件进行了研究.导出了正交异性材料屈服的参数方程,在同时考虑幂强化材料与正交异性指数的情况下,得到了轴对称平面应力满足平衡方程,协调方程及应力应变关系的解析解.研究表明,硬化指数n和R=H/G对应力应变影响较显著.而R90=H/F存在时,对应力应变影响较弱.     

管端回转扩口成形应力应变分析

采用ＨＩＬＬ各向形理论和全理论实验解析了管端回转扩口变形过程中的应力应变分布及成形载荷，所得结论可用于回转扩口工艺生产的指导。     

钛合金焊接过程应力应变特点分析

采用有限元分析和试验测试相结合的方法对钛合金薄板钨极氩弧焊的焊接应力应变进行分析.结果表明,在焊接不均匀加热和冷却的综合过程中,熔池金属是在周边已经产生了压缩塑性应变的框架内熔化,并在已经发生了压缩塑性应变的近缝区框架内冷却.焊缝冷却过程中,在"力学熔化"区间,有拉伸塑性应变的卸载过程,但残余状态仍保留了压缩塑性应变.焊缝在冷却、凝固降温过程中,其纵向拉应力的峰值始终低于材料在相应温度下的屈服强度,直至残余状态.     

Q235碳素钢应变诱导相变中的应力-应变曲线分析

分析了单向压缩热模拟条件下碳素钢应变诱导铁素体相变过程中的σ－ε曲线特征结果表明,应变诱导相变过程有自己特定的σ－ε曲线,与典型的奥氏体动态再结晶σ－ε曲线有明显差异．随形变温度的降低σ－ε曲线由典型的奥氏体动态再结晶型过渡到铁素体应变诱导相变型在９００℃奥氏体稳定状态应变时,随应变速率的提高,奥氏体动态再结晶被推迟,铁素体应变诱导相交提前奥氏体的动态再结晶并不能完全抑止铁素体的诱导相变．在７７０℃奥氏体亚稳态应变时,奥氏体不能动态再结晶．应变速率的变化主要与铁素体析出速率相关．这时表现为过冷与应变对转变的相对贡献上．粗晶奥氏体的σ－ε曲线与细晶不同,两者的差异主要表现在铁素体转变的后期应变诱导相变过程中,铁素体析出的临界应变量σ－ε与应变峰值εｐ的关系受应变温度和应变速率的影响．在奥氏体不能动态再结晶的条件下,εｃ＜０．３εｐ．降温单道次形变过程中,Ｑ２３５碳素钢中会相继发生奥氏体的动态再结晶,铁素体应变诱导相变及铁素体的动态再结晶并反映在σ－ε曲线上．     

组成相中微观应力和应变对钛合金力学性能的贡献

分析组成相对钛合金力学性能的贡献对组织设计极为重要。通过真实组织有限元模型定量分析了α<sub>p</sub>和β<sub>t</sub>中的应力和应变,并确定了他们对Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V钛合金强度和韧性的贡献。结果表明,α<sub>p</sub>和β<sub>t</sub>中的应力呈现正态分布。β<sub>t</sub>的峰值应力和应力峰高远大于α<sub>p</sub>。然而,α<sub>p</sub>具有较大的峰值应变,β<sub>t</sub>具有较大的应变峰高。随着α<sub>p</sub>体积分数从49%降低到12%,β<sub>t</sub>对抗拉强度的贡献从59%增加到92%,对失效应变的贡献从36%增加到75%。然而,随着β<sub>t</sub>贡献的增加,合金抗拉强度增加了17%,失效应变降低了21%。研究结果定量揭示了组成相对强度和韧性的贡献,为钛合金组织设计提供了基础。     

双相不锈钢应力应变曲线数值模拟

设计了成分与SAF2205双相不锈钢中奥氏体相和铁素体相成分相近的单相奥氏体不锈钢和铁索体不锈钢,根据其应力．应变曲线,采用有限元方法,计算了双相不锈钢的应力．应变曲线,并与实测值进行对比,同时对奥氏体的体积分数和双相不锈钢中两相屈服强度之比（C^＊）等影响双相不锈钢力学性能的因素进行了讨论。由单相奥氏体和铁素体不锈钢的应力-应变曲线计算的双相不锈钢的应力．应变曲线和实测的双相不锈钢应力-应变曲线吻合很好,说明本文所建立的有限元模型正确。计算表明奥氏体体积分数对应力．应变曲线的弹性部分没有影响,而对塑性部分影响较大。在外应力作用下,随着奥氏体体积分数的增加,应变增加;不同奥氏体与铁素体屈服强度之比（C^＊）对应力-应变曲线弹性部分没有影响,而对塑性部分略有影响,在外加应力作用下,随着C^＊增加,应变增加。