铝合金厚板淬火-预拉伸残余应力的有限元仿真

利用MSC.Marc非线性有限元软件建立了一个淬火-预拉伸模型,并利用该模型对7075铝合金厚板进行了仿真研究。仿真结果表明,对于7075铝合金的最佳拉伸量为2.0%～2.5%,预拉伸后板内残余应力降低幅度可达90%以上,且残余应力分布形式由淬火态的"M"型演变为预拉伸后的"W"型;随着拉伸量的增加铝板内塑性变形合格的区域逐渐增加,可利用预拉伸中的等效应力分布状态确定锯切区。若提供适当的残余应力测试结果,利用有限元仿真模型可有效地揭示铝合金厚板淬火-预拉伸内部残余应力的演变规律。     

7075铝合金厚板预拉伸模拟分析及其在淬火残余应力消除中的应用

运用有限元软件ABAQUS, 对7075铝合金板材淬火过程进行了模拟.比例件的加工变形表明淬火模拟所得的残余应力是可信的.在获得淬火残余应力的基础上, 模拟了不同预拉伸量对毛坯的淬火残余应力的消除.结果表明: 拉伸量为3%时, 毛坯产生2.1%～2.6%的永久变形, 残余应力消除量约为86%, 完全符合航空铝合金厚板生产工艺的规定.     

铝合金预拉伸板残余应力的有限元数值模拟计算

对典型的铝合金预拉伸板７０７５合金板淬火、拉伸处理后的残余应力进行了理论分析。假设钳口夹持区域为理想刚端，根据材料力学、金属塑性变形等基本原理，利用有限元数值模拟计算方法，建立起该状态下的力学模型。并以此作为分析与研究预拉伸板残余应力分布规律及消除方法的理论依据     

预拉伸对7075铝合金厚板残余应力分布的影响

运用有限元法对7075铝合金厚板预拉伸过程进行了数值模拟,获得了预拉伸板内部的残余应力分布,研究了预拉伸量对残余应力演变的影响.采用裂纹柔度法对淬火板和预拉伸板(拉伸量分别为1.8%、2.2%和2.5%)进行了残余应力检测,计算得到了不同工艺下铝厚板内部的残余应力分布.结果表明:预拉伸能够大幅消减淬火残余应力,当拉伸量为2.2%左右时,残余应力减少至±20MPa,能够满足后续加工的要求.     

降低7075铝合金厚板淬火残余应力的工艺

7075铝合金可通过淬火时效获得高强度，但它在淬火过程中会产生淬火残余应力，本文对7075铝合金厚板在不同淬火水温下，以及某一水温下淬火后经不同预拉伸量和不同时效工艺制度下淬火残余应力大小及变化规律进行了测试与分析，结果表明：随着淬火水温的升高，残余应力明显降低；水淬后随着预接拉伸量的增加，残余应力逐渐从压应力转变为拉应力，当预拉伸量约2%时，残余应力基本上趋近于零；随着时效温度升高和时效时间延长，残余应力呈下降趋势，因此，合理的淬火水温，预拉伸量以及时效制度是降低7075铝合金厚板淬火残余应力的有效工艺措施，其中尤以适当的淬火水温和预拉伸量最为有效。     

淬火铝合金厚板预拉伸变形区域仿真与分析

铝合金预拉伸厚板变形区域分为夹持区、过渡区和均匀区三个部分。在模拟厚板预拉伸变形过程基础上,分析了各变形区域变形机理和应力分布规律。夹持区变形不充分,导致残余应力不足60%,且内部应力分布复杂。过渡区残余应力沿拉伸方向分布不均匀,对不同尺寸板厚在不同拉伸工艺下的过渡区进行分析说明,过渡区范围与板厚度有关,其范围约为板厚的60%～70%。最后分析了均匀区应力演变规律,探讨了不同拉伸量和拉伸速度对不同尺寸厚板拉伸效果的影响,认为拉伸量2.0%～2.5%可满足较好的工艺要求。     

基于反向步长递减算法铝厚板预拉伸夹持区的预测方法

预拉伸是消除铝合金板材内淬火残余应力的主要方法,但拉伸机夹钳对板材两端的夹持不仅影响着板材端部残余应力的消除效果,而且还涉及到拉伸后板材的锯切量、成材率等问题。因此,通过研究铝合金板材预拉伸本构模型、边界条件、失效准则等关键技术,建立了极限下压量和滑移因子的有限元分析方法。其次,通过构造初始夹持长度的计算函数,以一定步长正向从初始夹持长度继续取值,根据当前值与上一次取值之间滑移因子的差异,确定下一次取值的步长及其方向;若滑移因子相同则以相同步长继续正向取值,否则以递减的步长反向取值,直至步长的绝对值在阈值范围之内,构建最小夹持长度反向步长递减的确定算法,以此获得板材厚度、伸长率为输入的神经网络训练样本。借助神经网络的非线性映射能力,通过有限组的训练样本,构建了最小夹持长度的神经网络预测模型。将预测值与相应的有限元仿真值进行比较,结果表明预测误差在5%以内,进一步验证建立的工件变形预测模型具有合理性。     

铝合金厚板精整与预拉伸(1)

在铝合金厚板生产中,下游工艺——精整(锯切、切边、剪切、固溶处理、退火、矫直、检验、包装等)起着重要的作用,其中固溶处理与矫直是最为关键的。所有的厚板都要经过拉伸矫直,所以它决定了厚板的生产能力;固溶处理的生产能力决定了热处理可强化铝合金厚板的通过量。预拉伸目的是尽可能地消除板材中的淬火残余应力,拉伸永久变形量0.5%可消除80%左右残余应力,此后增大拉伸量其残余应力的下降速度极为缓慢,达2%时,残余应力几乎不再下降,所以拉伸永久变形量通常为1%~3%;而用压缩法消除残余应力时,压缩永久变形量为1%~5%。当要求板材具有严格的平直度时,在拉伸后还可进一步对局部进行冷加工矫正。全文分为两篇刊出,本篇为第一篇,主要论述铝合金厚板精整工艺中的锯切、剪切、矫直等方面的内容。     

预拉伸变形量对7055铝合金厚板表面残余应力的影响

为了系统性地研究预拉伸变形量对淬火残余应力的消减规律,采用基于cosα法的μ-X360s型X射线残余应力分析仪,表征7055铝合金厚板经不同预拉伸变形量(0%、0.5%、1.2%、1.5%、2.5%、3.3%、3.9%)的表面残余应力水平,并通过基于sin2Ψ法的X射线衍射法和钻孔法验证测试结果。结果表明:7055铝合金厚板经过固溶淬火处理后,残余应力水平较高,轧向分应力略小于横向分应力,在厚板边缘区域残余应力水平波动较大,波动区域大约在距边部27mm的位置。当预拉伸变形量为1.5%时,轧向分应力的明显减小,继续增大拉伸量,残余应力稳定在60~70 MPa;而当预拉伸变形量大约为1.5%时,横向分应力由压应力状态转变为拉应力状态;经超过2.5%的预拉伸变形后,残余应力稳定在20~30 MPa。     

预拉伸对新淬火态2A12硬铝合金残余应力和力学性能的影响

对新淬火态2A12硬铝合金不同预拉伸量下的残余应力和力学性能进行了研究,得到了取得最小残余应力值的预拉伸量,分析了新淬火态铝合金薄板表面残余应力的方向问题,并对屈服强度和抗拉强度在不同拉伸量下的分布规律作了探讨。     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

Comparative analysis of functional possibilities of methods of pulse treatment of a melt

This paper describes the general features of the functional methods of electrohydropulse, pulse electrocurrent, and magnetic pulse treatment processes of the melt in order to positively vary its crystallizaton ability.     

Effect of solidification rate of the structure of alloys of the system Fe-W

Conclusion In alloy Fe-42% W atomized with a cooling rate during solidification within the limits from 5·10³ to 1·10⁵°C/sec with the maximum cooling rate (not less than 10⁵°C/sec) precipitation of -phase (Fe₇W₆) from the liquid melt is suppressed. In granules of alloy obtained with a high solidification rate it is possible to achieve total dissolution of tungsten in solid solution (42%). Subsequent heating causes precipitation of -phase in dispersed form.I. P. Bardin Central Scientific-Research Institute of Ferrous Metallurgy (TsNIIChERMET) Moscow. Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 9, pp. 34–36, September, 1990.     

高等教育国际化与中国高等教育施化力培育

本文从化层、化型、化向与化力等方面考察高等教育国际化的应然本质属性 ,描述与分析中国高等教育在国际化潮流中表现出的发展态势 ,针对种种态势提出中国高等教育核心施化力培育战略 ,以使中国高等教育乃至世界高等教育真正地走向国际化