粉末注射成形坯冷凝过程产生应力开裂的计算机以预测

用有限差分法模拟了粉末注射成形简单坯件冷却凝固过程应力的生成，以预测坯件内是否产生裂纹，并将计算结果与文献实验结果作了比较。预测结果与文献结果在较高模温下一量模温较低时出现偏差。     

高强钢无凸缘方盒拉深粘模位置预测模型研究

针对高强度钢无凸缘方盒形件在拉深成形中产生的粘模现象,以工件的相对磨损量和对应模具位置的相对粘模量作为评判指标,建立了一种基于有限元分析的粘模位置预测模型。根据该模型对凹模的粘模位置进行了分析。结果表明,模具表面的粘模最易在凹模直边底部产生,而非通常认为的凹模圆角与直壁的连接处。预测的粘模位置与高强度钢无凸缘方盒形件拉深实验结果基本一致,验证了预测方法的可行性和模型的可靠性。     

多层金属热锻模的热机械疲劳寿命预测

热锻模服役环境恶劣,承受剧烈变化的循环热力载荷,极易导致热锻模型腔失效。采用多层金属结构可以显著提高热锻模的寿命与使用效果。以圆柱齿轮坯的锻造工艺为例,利用有限元软件Deform获得了多层金属热锻模在连续热锻条件下的循环温度场和应力分布;建立了多层金属热锻模热机械疲劳寿命预测方法与流程,利用热机械疲劳损伤预测模型对多层金属热锻模寿命进行了预测。结果可为多层金属热锻模的热疲劳寿命提供基础。     

工艺参数对大径厚比薄壁筒形件旋压成形质量的影响研究

内径偏差和壁厚偏差是评价筒形件旋压成形质量的重要指标。针对Hastelloy C276大径厚比薄壁筒形件,建立了三维弹塑性有限元模型,采用正交设计法安排试验,研究了减薄率、进给率、坯模间隙和芯模转数对反旋成形内径偏差和壁厚偏差的影响规律。研究表明:减薄率和进给率对成形质量影响显著,而坯模间隙和芯模转数影响相对较小。随着减薄率的增大,内径偏差和壁厚偏差增大;随着进给率的增大,内径偏差减小而壁厚偏差增大;随着坯模间隙的增大,内径偏差增大;随着芯模转速的增大,内径偏差先增大后减小。     

粉末冶金模具装料比的选择

<正> 在粉末制品的成型工序中,模腔中的松装粉末经过压制形成了坯件。从松装粉末到坯件,存在着几何形状和尺寸上的变化。装料比是表示这种变化的一个基本参数。 松装粉末体积与产品坯件体积之比叫做装料比。     

凹模刃口倒角对薄壁精冲件塌角高度的影响

介绍了塌角形成及其影响因素,设计了凹模刃口倒角部分。为减小薄壁精冲件断面塌角,利用有限元模拟软件DEFORM-2D研究了某型槽针针坯的塌角情况。通过改变凹模刃口倒角高度,观察针坯塌角变化及光亮带比例变化情况。分析了塌角大小随凹模刃口倒角高度变化趋势及冲裁过程中力-行程曲线。对模拟情况做了相关实验,实验结果与模拟结果基本一致。对于薄板冲裁件而言,塌角高度随凹模刃口倒角高度减小而减小,但倒角高度过小时,撕裂带会增大,光亮带比例有所减小。     

基于FEA的齿坯锻造模具寿命的提高北大核心CSCD

为了节省耗材、减少工序、提高产品的精度和性能,齿坯的制造方式正逐渐由开式锻造转变为闭式锻造,但闭式锻造通常需要更大的成形力,易引起模具开裂、加剧模具磨损。针对该问题,对某齿坯的两种闭式锻造结构进行了分析,确定了合适的锻模结构,解决了模具开裂的问题,模具寿命从2600件提升至4120件。在此基础上,采用有限元分析(FEA)和正交试验相结合的方法,获得了不同组合的坯料加热温度、模具预热温度、上模底角、上模圆角等工艺参数对上模单次磨损深度的影响,并以降低上模单次磨损为最终目的,通过极差分析法确定了各参数的最优水平值。而后采用最优参数,以累计磨损方式连续进行24次锻造模拟,并拟合获得了上模总磨损深度与锻造次数的函数模型,依此推测出上模寿命。工艺参数改进后,模具寿命从4120件提升至7860件。     

基于即时学习算法的铸坯质量预测方法

传统铸坯质量预测大多基于全局建模方法,存在自适应能力较差、预测精度不稳定等不足。为此,提出了一种基于即时学习算法的铸坯质量预测方法,主要特征为构建基于即时学习算法的局部模型,以取代传统全局模型,实现建模和预测同时在线进行,更适应于场景复杂、工况多变的连铸生产过程;根据连铸生产数据的时变性特点,在相似度计算中引入时间权重因子,强化样本数据与待测数据的相关性,更有利于提高铸坯质量预测模型精度。以国内某钢厂65号高碳钢铸坯三角区裂纹为例,具体说明即时学习算法在铸坯质量预测局部模型构建中的应用,并与铸坯质量预测全局模型的预测结果进行对比分析及评价。结果表明,基于即时学习算法的局部模型在评价指标上均优于全局模型,全局模型的预测准确率为65%,基于即时学习算法的局部模型准确率提升至90%,进一步阐明基于即时学习算法的局部模型用于铸坯质量预测的有效性。     

厚壁筒形件热拉深成形数值模拟及工艺研究

采用有限元软件DEFORM-3D对厚壁筒形件热拉深工艺进行模拟,优化了预制坯、凸模结构,设计了合理的变形过程。在10 MN液压机上进行了工艺试验,将试验结果与模拟结果进行了对比分析。结果表明:凸、凹模间隙是影响筒体锻件尺寸及操作难易程度的重要参数,间隙值应为1.5~1.6倍预制坯法兰边缘厚度,间隙太小导致脱模困难,间隙太大导致锻件变形。     

齿轮温锻模具磨损失效分析北大核心CSCD

为了延长齿轮温锻凹模的使用寿命,借助DEFORM软件和Archard模型对齿轮闭式温锻成形过程进行模拟分析,预测凹模磨损最严重区域,并利用响应曲面法建立齿轮温锻凹模磨损量编码因子方程,以凹模预热温度、凹模硬度、冲孔连皮厚度和凹模齿顶过渡圆角半径作为目标参数对凹模磨损最严重区域进行参数化分析。预测结果表明:齿轮齿形填充饱满,轮齿不存在塌角现象,优化后磨损最严重区域的磨损量为1.42×10^(-5) mm,与回归模型预测值比率相差5.63%,误差较小;对应的最优参数组合为:凹模预热温度为150℃、凹模硬度为55 HRC、冲孔连皮厚度为2.7 mm和凹模齿顶过渡圆角半径为0.4 mm,预测齿轮温锻凹模寿命为7746件,符合生产预期的6500件。说明响应曲面法预测结果较为准确,可一定程度上降低试模成本。     

Introduction of compressive residual stress into stainless steel by employing a cavitating jet in air

In order to eliminate stress corrosion cracking, a method of introduction of compressive residual stress using cavitation impacts was proposed, without use of shots. The cavitation impacts were successfully produced by a cavitating jet in air, without the requirement of a water-filled chamber. The injection condition of the jet was optimized and the introduction of compressive residual stress into stainless steel was demonstrated using the jet. The maximum compressive residual stress introduced by the optimized jet was 500 MPa on the surface, while the thickness of the modified layer was up to 400 μm. A method for estimation of the introduced compressive residual stress by the jet as a function of processing time was proposed, considering the stochastic phenomena of the cavitation impacts. Both the intense impact at 0.2 Hz and relatively weak impact at 4.5 Hz affect the introduction of compressive residual stress. The value of the residual stress and the thickness of the modified layer can be estimated by the proposed experimental equation.     

咪唑啉类缓蚀剂对 P110 钢在 CO2 注入井环空环境中应力腐蚀行为的影响

目的研究咪唑啉类缓蚀剂对P110钢在CO2注入井环空环境中的应力腐蚀(SCC)行为的影响,为CO2注入井环空环境腐蚀防护方法的建立提供参考和依据。方法在实验室模拟的CO2驱注井环空环境中进行应力腐蚀试验、电化学测试和腐蚀形貌分析。根据现场提取的CO2注入井环空介质的成分分析结果配制模拟溶液,选用咪唑啉类缓蚀剂,调节模拟液p H至4。通入高纯N2进行除氧,以防止硫化物氧化。应力腐蚀试样采用三点弯试样,通过将试样的挠度控制为设定值来控制加载载荷。应力腐蚀试验和电化学试验均在密闭高压釜内进行。实验结束后,采用扫描电镜对腐蚀形貌进行观察。结果在CO2注入井环空环境下,咪唑啉缓蚀剂的浓度对P110钢的SCC行为有重要影响。在拉应力载荷存在时,添加足量的缓蚀剂对均匀腐蚀和SCC均具有较好的抑制效果,但当用量不足时,缓蚀剂的添加会增大P110钢的SCC敏感性,其SCC机制为氢脆与局部阳极溶解的混合机制。因此,P110钢在模拟CO2注入井的环空环境中会发生SCC,其机制为AD+HE机制。结论咪唑啉缓蚀剂的浓度对P110钢的SCC行为有重要影响,足量的缓蚀剂对均匀腐蚀和SCC均具有较好的抑制效果,但浓度不足时反而会增大SCC敏感性。     

超声冲击态焊接接头疲劳性能分析

使用ABAQUS软件对T形接头进行超声冲击处理,将处理结果导入隐式分析模块中得到了稳定的残余应力场.随后对冲击处理后的接头施加不同的拉伸载荷,计算不同网格尺寸条件下的ASME结构应力,验证了该方法的网格不敏感性;对比冲击态和未冲击态焊接接头的AMSE结构应力和ⅡW结构应力的应力集中系数,发现超声冲击处理可以有效降低焊趾处的应力集中系数,但ASME结构应力法对载荷变化更敏感.分别采用主S-N曲线和ⅡW结构应力S-N设计曲线,给出了基于ASME结构应力法和ⅡW结构应力法的疲劳寿命,结果表明,ASME结构应力法预测的疲劳寿命趋于相对保守.     

High-temperature compression behavior of W–10 wt.%Cu composite

Hot deformation behavior of tungsten–copper (W–Cu) composite at elevated temperature was investigated by hot-compression testing using a Gleeble 3500 thermo-mechanical simulator. W–10%Cu composite was fabricated by copper infiltration on porous tungsten skeleton (CIT) method. The porous tungsten skeleton was prepared by powder injection molding (PIM) process using tungsten powders and wax-polymer binder system. The hot deformation equations for W–10%Cu composite were determined through strain–stress relations at elevated temperatures, where the strain rate is related to static stress, deformation temperature and activation energy. The effects of deformation temperature and strain rate on the mechanical properties of W–10 wt.%Cu composite were investigated through flow strain–stress curves at elevated temperatures and its microstructures before and after deformation.     

某井P110EU油管接箍开裂失效分析

某注水井起管柱作业时发现9根油管接箍沿纵向开裂,且外壁均出现了不同程度的坑状腐蚀。为弄清开裂原因,通过力学及理化性能检测,对接箍基础性能进行了检验;并利用金相、扫描电镜、X射线衍射击等分析手段,对断口形貌以及腐蚀产物进行了分析。结果表明,接箍开裂主要是由于外壁机械夹痕处应力集中及腐蚀所引起的硫化物应力腐蚀开裂;腐蚀产物主要为FeS。     

半固态LC4合金的屈服应力

以SIMA法制备的非枝晶LC4合金为例 ,进行压缩试验 ,测出了应变速率、变形温度及保温时间不同时的屈服应力。结果表明 :当应变速率相同时 ,在固态区 ,屈服应力随着变形温度的增加稍有减小 ;而在半固态区 ,屈服应力随着变形温度的提高明显减小 ,且在共晶点附近急剧下降。屈服应力随着保温时间增加而略有减小的主要原因是由于随着保温时间的增加 ,晶粒的尺寸、球形化程度、固相晶粒间的结合程度及晶粒内俘获的液体不同所致。当变形温度及保温时间相同时 ,随着应变速率的升高 ,屈服应力明显增加。通过分析不同变形温度及保温时间的材料显微组织进化规律 ,阐明了屈服应力与显微组织之间的内在联系     

3003铝合金X射线法表面残余应力的检测

采用X射线衍射法测量铝合金3003基体材料表面残余应力中用到的衍射角.试验中,将等强度梁加载后表面产生的应力假设为“表面残余应力”,用传统电测法和X射线法分别测量加载后铝合金3003等强度梁的应力值.以电测值为参照,考察X射线法在衍射角为142°和156°时的应力测量值,并对其进行对比分析.试验表明,衍射角为142°时的测量结果存在非测量不当引起的测量非线性点.因此,X射线测铝合金3003宏观表面残余应力的最佳衍射角为156°.     

NUMERICAL SIMULATION OF FEEDSTOCK MELT FILLING IN A CYLINDRICAL CAVITY WITH SOLIDIFICATION IN POWDER INJECTION MOLDING

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＰｏｗｄｅｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇ（ＰＩＭ）ｉｓａｐｒｏｃｅｓｉｎｇｒｏｕｔｅｆｏｒｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇｍｅｔａｌｏｒｃｅｒａｍｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｗｉｔｈｃｏｍｐｌｅｘｓｈａｐｅａｎｄｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒ?..     

加载方式对黏性介质外压缩径成形的影响

采用有限元方法分析了加载方式(即注入加载通道的直径和数量)对黏性介质外压缩径过程黏性介质压力场及坯料的失稳起皱过程中压应力变化的影响,并对有限元分析结果进行了验证。研究结果表明,注入黏性介质的加载通道直径较大、数量较多,有利于改善黏性介质压力场的分布,延缓坯料失稳的产生,提高褶皱可消除程度。     

基于权值的压气机树脂叶片模具型腔反变形优化

针对航空压气机低速试验台上采用的压气机树脂叶片在注塑成形过程中精确控型难这一问题,开展了模具型腔优化方法的研究。利用Moldflow软件对压气机树脂叶片的注塑过程进行仿真,得到树脂叶片翘曲变形的位移量,再用引入权值的反变形方法对模具型腔进行优化并仿真验证。结果表明,采用基于权值的反变形方法对模具型腔进行优化,可显著提高压气机树脂叶片的注塑成形精度。