硼钢板热冲压成形过程接触热阻研究

高强度钢热成形中,板料的冷却路径直接影响成形后零件的力学性能,可靠的接触热阻能提高热成形温度场模拟计算结果的准确性。为了研究热冲压成形过程中板料与模具界面间的接触热阻,以WH1300HF热成形用无涂层硼钢板为研究对象,在小型实验伺服压力机上进行了硼钢板的热冲压平模实验,得到了不同压强下板料淬火冷却曲线及模具温度冷却曲线,并通过顺序函数法计算出板料和模具接触界面的热流密度及接触热阻。研究结果表明,板料与模具间界面的热流密度峰值随压强增加而增加,接触热阻稳定值随压强增加而减小。根据能量守能定律,计算出热冲压硼钢板马氏体相变潜热及平模淬火实验中马氏体相变分数。     

板料冲压成形过程有限元分析中的接触搜索法的优化

本文主要是对板料冲压成形过程有限元分析中的接触搜索法进行优化处理 ,利用预接触特征空间的下限点和板料结点坐标值的大小 ,对其进行排序 ,以便能更快的找出与模具表面相接触的板料结点。井根据已接触板料结点的运动方向 ,判断下一步可能和模具单元接触的可能性。从而提高了接触搜索的效率 ,减少了计算时间     

可淬火硼钢板热成形过程中的传热行为

可淬火硼钢板热成形技术在汽车车身制造中的应用是实现汽车轻量化的重要途径,该成形过程中板料和模具之间的传热行为是实现板料精确成形所迫切需要解决的重要问题。本文考虑模内水道的冷却作用和随接触压力变化的板料-模具接触界面换热系数,基于ABAQUS建立了可淬火硼钢U形梁热弯曲过程有限元模型,研究了该过程中板料和模具之间的传热行为。研究结果表明:在高温成形过程中,板料底部区域和模具之间的传热迅速,并发生了马氏体相变。在保压淬火过程中,位于板料侧壁中部高温区的平均降温速率高于马氏体的临界转变速率,但淬火结束时其温度高于马氏体开始相变温度,因此未充分发生马氏体相变。     

板料拉伸成形数值模拟中动态接触的处理

在对板料拉伸成形过程进行数值模拟时 ,为获得可信的计算结果 ,需要准确地模拟出模具与板料之间的动态接触。在全面分析成形中板料与模具接触边界动态变化的基础上 ,结合ANSYS有限元分析软件给出了模型的几何描述、接触算法选择、接触摩擦模型的建立等具体方法。通过具体应用实例分析 ,证明了这些方法应用于板料拉伸成形分析的可行性。     

基于有限元反求的热拉弯成形界面接触换热系数研究

使用热拉弯成形工艺中常用的石棉水泥板设计了一套平板模具,通过成形界面热传导试验,获得了钛合金板材与石棉水泥板模具在5~25 MPa载荷范围内进行热传导时的温度变化曲线,研究了两者间的传热规律,通过与有限元计算结果的反求对比,获得了不同载荷条件下的界面接触换热系数。研究发现:接触载荷越大,钛合金板料向模具传热越快,模具表面所能达到的最高温度越高;随着时间的推移,模具温度逐渐下降,不同载荷条件下模具的最终温度趋于一致;钛合金与石棉水泥板模具之间的界面接触换热系数随着接触载荷的增大而增大,但当载荷大于15 MPa时,两者间的微观接触状态基本趋于稳定,界面接触换热系数增大的越来越慢。     

板料冲压成形过程有限元分析中的接触搜索算法

针对一般冲压成形钣金件 ,在有限元分析中将板料与成形模具统一采用网格表示。在此基础上提出了接触特征空间的概念。并建立了接触特征空间和模具曲面网格的对应关系。根据板料在冲压成形过程中的特征 ,建立了在此模型基础上的接触搜索算法和动态边界条件的施加。从而解决了三维板料冲压成形过程有限元分析中的边界条件非线性问题。     

不同间隙下硼钢板-模具界面换热系数的反演

确定不同条件下板料-模具界面的换热系数对控制硼钢板在热成形中的局部冷却速率、获得组织性能呈区域性分布的构件具有重要意义,还可为热成形过程精确数值仿真提供可靠的热边界条件。设计了简单、有效的实验装置以模拟硼钢板热成形中不同单边间隙下板料与模具间的传热状态,其中测温点处的温度变化仅与板料-模具界面换热系数相关,从而为界面换热系数的准确反演提供了保障。建立了界面换热系数的有限元优化模型,反演获得了不同间隙下B1500HS板与H13模具钢之间的换热系数,发现其随间隙的增大呈指数函数式减小,并对反演获得的界面换热系数进行了实验验证。     

板料成形接触摩擦过程有限元模拟

在对板料成形过程中的接触摩擦进行有限元模拟时，为了取得可靠的计算结果，需要准确地描述模具与板料之间的动态接触状态。本文在全面分析成形中板料与模具接触边界动态变化的基础上，结合ABAQUS有限元分析软件给出了模型的几何描述、接触算法选择及应用VFRIC用户子程序来进行接触摩擦模型的建立等具体方法。并通过具体实例，证明了这些方法应用于板料成形过程的接触摩擦分析的可行性。     

接触热阻对双金属复合管热胀接影响的试验研究

提出了一种新型双金属复合管热液压成形技术。通过设计制造的热液压装置进行了接触热阻测量试验和双金属管热液压复合试验,探究了热液压技术中传热过程对复合管结合力的影响。通过多组双金属复合管试验对比,证明了热液压复合管具有热阻小、结合力大和传热效率高的优势。结果表明,热液压成形技术能够实现传统工艺无法实现的"外弱内强"型复合管胀合成形。     

超高强度钢热成形过程中的接触热阻

接触热阻作为超高强度钢热成形过程中重要的参数之一,其取值直接影响相关数值模拟结果的准确度。该文在参阅大量文献的基础上,对接触热阻的传热机理进行综合评述;分析了热成形过程中压力、温度等因素对接触热阻的影响;介绍了国内外研究的若干理论模型。对已报道的科研工作进行了总结,提出了今后的研究方向。     

AgCuO电触头材料的接触电阻及电弧侵蚀形貌分析

采用原位反应合成法制备CuO含量为10%的AgCuO电触头材料,使用接触电阻参数测试仪对试样在不同电流条件下开闭次数与接触电阻的关系进行研究,并通过扫描电镜对试样的阴/阳极表面微观形貌进行电侵蚀特性分析。结果表明,低电流条件下AgCuO电触头材料的接触电阻基本都是先升高,然后在某一开闭次数时急剧下降,最后基本趋于一定值,且AgCuO电触头材料接触电阻会随着试验电流的增加而逐渐降低;当电流达到25A时,AgCuO电触头材料的接触电阻最低,且随开闭次数的增加其接触电阻变化不大,材料的接触电阻表现出极佳的稳定性。电弧侵蚀后的形貌分析发现,阳极表面呈凹凸状,并有气孔和裂纹,而阴极表面呈现浆糊状尖峰结构。     

A mathematical model of rough surface contact characterization in spot welding

0ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＧｅｎｅｒａｌｌｙ,ｔｈｅｒｅａｒｅｔｈｒｅｅｃｏｎｔａｃｔｓｕｒｆａｃｅｓｉｎｓｐｏｔｗｅｌｄｉｎｇ ,ｔｈｅｕｐ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ/ｓｈｅｅｔｉｎｔｅｒｆａｃｅ ,ｔｈｅｓｈｅｅｔ/ｓｈｅｅｔｉｎｔｅｒｆａｃｅ (ｆａｙｉｎｇｓｕｒｆａｃｅ)ａｎｄｔｈｅｄｏｗｎ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ/ｓｈｅｅｔｉｎｔｅｒｆａｃｅ.Ｏｎｏｎｅｈａｎｄ ,ｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｔｔｈｅｓｈｅｅｔ/ｓｈｅｅｔｆａｙｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｉｓｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｏｆｔｈｅｏｒｉｇｉｎ…     

Modeling for thermal contact resistance of frictional interface under high temperature and high pressure

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｔｈａｔｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｆｔｗｏｓｐｅｃｉ ｍｅｎｓｃｏｎｔａｃｔｕｎｄｅｒｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｍｅｃｈａｎｉｃｌｏａｄｉｓｓｅｅｎｅｖｅｒｙｗｈｅｒｅ[1] ,ｗｈｉｌｅｗｈａｔｉｓｔｈｅａｃｔ     

Measurement of dynamic resistance in resistance spot welding

The conventional methods of determining the dynamic resistance were mostly done by measuring the voltage and current at secondary side of transformer in resistance welding machines, in which the measuring set-up normally interferes with the movement of electrode, and the measuring precision is influenced by inductive noise caused by the high welding current. In this study, the dynamic resistance is determined by measuring the voltage at primary side and current at secondary side. This increases the accuracy of measurement because of higher signal-noise ratio, and allows to apply to in-process system without any wires connected to electrodes.     

液态镓合金与铜电极间接触电阻特性与可靠性提升

目的 针对使用液态金属的电气设备中源极输出电阻波动的抑制问题，分析接触电阻随接触面间接触应力的变化规律，探索电极材料镀膜方法减小膜层电阻变化进而提高接触可靠性。方法 理论推导建立了镓合金与铜电极的固液接触电阻理论模型，并据此使用COMSOL Multipyhsics软件仿真了随着接触应力的变化接触电阻的变化情况。使用化学气相沉积法在铜基底上生长碳纳米薄膜来减小膜层电阻对铜电极的影响，并对生长了石墨烯薄膜的电极与镓合金的接触电阻进行了稳定性实验。结果 仿真结果表明接触电阻随着接触应力的增加而减小，接触应力较小时的接触电阻变化较大，随着接触应力的不断增加，接触电阻变化也逐渐缓慢，并进行了实验验证;通过调整化学气相沉积法中碳源的通入量来生长更符合电极使用条件的石墨烯薄膜，在6 mL/min乙炔流量下生长的石墨烯薄膜接触电阻由未生长石墨烯薄膜的246 μΩ减小到165 μΩ，减小了镓合金与铜电极间的固液接触电阻，并且自身电阻值增加较小。长期稳定性实验也表明石墨烯薄膜可以有效防护铜电极，并通过相关的接触角实验进一步分析了生长碳纳米薄膜后电极表面润湿性变化。结论 铜电极表面生长石墨烯薄膜可以有效防护电极，提高铜基底电极与液态镓合金形成固液接触电阻的稳定性，同时控制接触面的接触应力，可以量化控制接触电阻的数量级。     

Ag-La2NiO4触点材料电弧侵蚀研究

研究了Ag-La2NiO4触点材料在直流阻性负载条件下的材料转移,以及接触电阻等电接触性能.实验结果表明:不同电压(DC 8V、DC 18V)、电流条件下,材料的转移方向、转移量及损耗均不同;DC 18V下接触电阻和熔焊力很不稳定,且随电流值增加有不同程度的波动.     

Effects of electrode contact condition on electrical dynamic resistance during resistance spot welding

This study systematically investigates the effects of electrical resistance at the workpiece/electrode interface or electrode face on temperature dependent dynamic resistance during resistance spot welding (RSW). To evaluate temperature transport equations of mass, momentum, energy, species and magnetic field intensity in workpieces, the energy and magnetic equations in the electrode are solved. Contact resistances composed of constriction and film resistances are functions of hardness, temperature, electrode force and surface conditions. The results show that dynamic resistance is complicated due to different variations of film and constriction resistances with temperature at not only the faying surface but also the electrode face in the early stage, i.e. shorter than around 3 cycles. Dynamic resistance in this stage is fortunately insignificant to transport processes. When the power is off, dynamic resistance depends on competition between decreased bulk resistance and increased constriction resistance at the electrode face. Decreased constriction resistance at the electrode face reduces dynamic resistance and temperature.     

分形理论及其在电阻点焊中的应用前景

介绍了分形理论，探讨了其在电阻点焊中的应用前景。分形理论包括分形的基本概念、分形理论的发展、3个分表维数的概念度计算。分形在点焊中的应用包括电极间接触电阻的确定、熔核形成过程中的相变及搅拌运动、点焊中特征信号的提取。     

载荷对高温合金GH4169/K417间接触热导影响

采用自主研制的带补偿加热的接触热导测试设备,对航空发动机用高温结构材料GH4169/K417间不同载荷(60~180MPa)和不同粗糙度下的接触热导进行试验研究。研究了载荷对其接触热导的影响行为,对比分析了有、无补偿加热条件下的接触热导测试结果。结果表明,带有补偿加热的接触热导测试装置能有效降低横向热流损失。不同粗糙度的GH4169/K417材料组合,接触热导随载荷变化规律一致,且粗糙度较大时接触热导值较大,两者的差值随载荷先增加后减小,主要与平行刀纹的界面啮合作用有关。     

质子交换膜燃料电池用6061铝合金极板表面类石墨碳涂层的导电耐蚀性能

为了获得6061铝合金极板表面类石墨碳涂层抗质子酸腐蚀的临界厚度和界面接触电阻的降低量值,采用磁控溅射方法在6061铝合金极板表面制备了一系列类石墨碳涂层。表征了类石墨碳涂层的微观结构,分析了涂层的界面接触电阻、耐蚀性和稳定性。结果表明,6061铝合金极板表面耐质子交换膜燃料电池阴极环境腐蚀的类石墨涂层临界厚度为0.97 μm。与低碳靶电流条件下制备的涂层相比,碳靶电流4.5 A时制备的涂层表面更加光滑;此时,类石墨碳涂层的界面接触电阻最小,为16 mΩ·cm²,是石墨极板接触电阻的2倍。