TA2板料激光热应力弯曲成形 及其力学性能研究

用HVS-1000显微硬度测试仪、X-350A型X射线应力测定仪,以2.5 kW SM2000SM快轴流CO2激光器对0.6 mm厚的TA2板料进行扫描,按照正交试验理论安排成形工艺参数,研究了TA2板料弯曲成形时主要工艺参数对弯曲角度的影响,以及试样表面残余应力的分布和试样断面上的显微硬度变化。结果表明：正交试验中的4个工艺参数的作用是不同的,按其变化对弯曲变形量影响的大小排序,依次是扫描次数、光斑直径、激光束功率、扫描速度;成形参数对试样表面的残余应力分布也存在一定的影响;试样变形区断面上的显微硬度变化呈现出一定的规律。     

正交异性板料拉深件快速展开与成形模拟

针对板件初始毛坯形状计算以及正交异性板的快速有限元分析问题,依据拉深件的UG模型,导出了零件的三角网格数据,并采用几何映射方法得到了用于快速有限元分析的拉深件初始展开毛坯.在此基础上,基于理想变形假设以及Hill’48正交异性屈服准则,给出了用于拉深件成形过程快速分析的一步法数学公式和有限元表达,并在Unigraphics系统中进行了有限元分析的后置处理.此外,对TC1钛板筒型拉深件毛坯初始形状进行了优化,并对成形中拉深件厚向应变分布进行了分析,得到了满意结果.     

板料的基本成形性与模拟成形性的相关性研究

本文分析了单向拉伸、双向等拉、平面应变、纯剪四种基本状态的试验和锥杯、扩孔、拉深、杯突四种模拟试验,取得了一系列基本材料参数和模拟指标。根据这些试验数据,用解析法建立了基本成形性和模拟成形性之间的数学关系式,用数理统计法,探讨了这两类性能之间的线性相关性,为进一步开发基本试验、简化和精化模拟试验打下了基础。     

板料数控渐进成形中变形力的研究

研究了板料数控渐进成形变形力的2种计算方法:按照纯剪切变形的方式计算变形力;按照剪切和弯曲综合变形的方式计算变形力。同时,通过实验测量出渐进成形的实际变形力。通过比较,实验测定的变形力与假定剪切弯曲变形计算的变形力相近,可以认为渐进成形是一种剪切弯曲变形。     

板料成形中的有限元数值模拟技术

综述了板料成形中有限元数值模拟技术的发展及我国目前板料成形数值模拟技术的研究和应用水平.论述了美、日等发达国家在汽车覆盖件模拟方面取得的进展,指出了今后的研究方向.     

板料成形拉延筋技术研究现状

拉延筋在汽车覆盖件拉深成形中起着十分重要的作用.利用拉延筋可以调节和控制板料的变形程度和变形分布,抑制破裂、起皱、面畸变等多种冲压质量问题的产生.在很多情况下,拉延筋的设置合理与否将决定覆盖件拉深的成败.较系统地总结了板料成形拉延筋技术以及拉延筋作用原理、阻力模型、影响因素等的研究现状.     

板料液压成形技术的发展动态及应用

介绍了板料液压成形技术的发展,尤其是近几年发展起来的径向加压的液压成形、液压成对成形和粘性介质压力成形等3种金属成形技术,以及近几年国外板料液压成形设备的开发和应用情况.     

板料成形中韧性断裂准则应用研究进展

对板料成形中的成形极限应力图、最大变薄率、成形极限图以及韧性断裂准则等预测成形极限的方法,进行了综述和分析。指出利用韧性断裂准则,不但能够较好地预测塑性差的板料成形极限,而且还能考虑应变路径的变化。利用有限元方法模拟时,韧性断裂准则既可以应用到完全耦合的弹塑性损伤模型的增量方法中,也可以应用到一步有限元逆算法中。为了准确地预测成形极限,除了提高有限元模拟精度外,应找到一种本质地反映材料性能的韧性断裂准则。     

铝合金板料电磁成形工艺与理论的研究进展

将电磁成形与现有板料成形工艺相结合,能够有效拓宽电磁成形应用领域,可为汽车、航空、航天等高端装备中铝合金零件高性能精确成形带来新的突破.主要综述了电磁复合成形工艺、多物理场耦合数值模拟与本构建模、铝合金板料电磁成形性能与组织演变等3个方面的研究进展,并结合笔者的研究工作对电磁成形工艺与理论研究中存在的问题进行了简要分析...     

板料渐进成形数值模拟与实验研究

为提高渐进成形的成形效率和成形质量,了解板料渐进成形的变形规律及工艺参数对成形的影响,采用有限元方法对板料渐进成形过程进行了数值模拟研究,分析了斜壁盒形件渐进成形过程应力分布和厚度变化趋势,通过对不同进给量和不同成形路径进行数值模拟,分析了工艺参数对成形的影响.结果表明,斜壁盒形件最大应力和最大厚度减薄发生在底面拐角处;成形过程中工具头运动轨迹应尽量采用走螺旋线的方式,可以提高成形件的成形能力和成形质量.渐进成形实验表明,数值模拟结果与实验结果基本吻合.     

基于正交试验的S形板料折弯工艺研究

针对典型的S形板料折弯工艺进行了分析.应用DYNAFORM有限元模拟软件,分析了S形板料折弯后的内外层等效应力、等效应变分布及回弹前后的应力应变变化,对其折弯过程中的回弹机理进行了 研究.通过正交试验的直观及方差分析确定了影响板料回弹若干关键因素的主次顺序,节省了现场试验的成本,对S形折弯件的精密化生产有一定的指导意...     

Ultrasonic Torsion Welding of Sheet Metals to Cellular Metallic Materials

One of the most important requirements for finding new applications for cellular metals is to integrate them in complex technical structures. The metal foams have to be joined to each other, or to sheet materials, by suitable joining techniques. The main topics of this paper are the ultrasonic torsion welding of cellular metallic materials to sheet metals and the investigation of the mechanical properties of the joints. The basic materials of foams and sheet metals were different aluminum and iron alloys. Depending on the materials used, weldings with tensile shear strengths of up to 25 MPa were realized. Using aluminum foam sandwich (AFS) and sheet metals, successful weldings were performed before and after the foaming process. Furthermore, it was possible to perform a successful foaming process with the unfoamed AFS/sheet metal joints. Microscopic investigations showed that the ultrasonic welding technique allows the joining of the metal foams with sheet metals without significant deformation of the joining partners. The temperatures during the welding process in the interface were below the melting point of the foams and the sheet metals.     

反向方法在板料成形工艺设计中的应用研究

利用结合拉延筋计算的反向方法的数值模拟技术,研究了其在板料成形工艺设计中的应用,提出了进行初期工艺设计评估的新方法。同时对后轮毂鼓包内板件毛坯进行工艺设计,与福特公司的MTLFRM软件的对比结果表明设计的工艺是合理的,也表明该方法可以适用于大型覆盖件的工艺设计。     

镁合金板材等通道弯曲变形模拟与实验

目的通过设计一种等通道弯曲变形工艺,实现镁合金板材沿厚度方向较均匀的剪切应变。方法利用ABAQUS数值模拟并结合应变非均匀性评估方法,系统研究不同厚度镁合金板材在相同变形参数下剪切应变分布特征,比较实验结果说明模型准确性。结果等通道弯曲变形可以在不同厚度板材中实现较为均匀的剪切应变,且随着板材厚度的增加而提高。关于成形力的模拟和实验结果吻合良好,表明数值模拟方法能够较好实现ECAB变形过程的预测。结论由于该工艺能够引入均匀剪切应变,有望在镁合金板材组织和织构优化方面取得研究与应用价值。     

基于正交试验的TC4钛合金激光焊工艺优化研究

目的 探究激光功率、焊接速度、离焦量对TC4钛合金激光焊接接头宏观形貌、微观组织及力学性能的影响。方法 通过正交试验方法,研究激光功率、焊接速度、离焦量对接头拉伸性能的影响,并将这3个工艺参数转换为热输入,进一步研究热输入对接头形貌、组织及力学性能的影响。结果 当热输入低于95 J/mm时,焊接接头上下熔宽比较大,焊缝截面呈“V”形;当热输入高于250 J/mm时,接头组织晶粒粗大,甚至出现气孔、错边等冶金缺陷;当热输入为125 J/mm时,焊缝成形美观,焊接接头上下熔宽比接近1,焊缝截面呈“H”形。焊缝区组织主要由原始α相、β相及冷却阶段生成的αʹ相组成,随着热输入的增大,β相柱状晶尺寸逐渐粗化,αʹ针状马氏体相尺寸也相应增大。此外,焊接速度和离焦量对拉伸性能有显著影响,拉伸性能随着热输入的增大呈现先升高后降低的趋势,断口呈韧性断裂特征。当热输入为125 J/mm时,拉伸性能达到最佳,断裂位置发生在母材区,抗拉强度为1 010 MPa,断后延伸率为9.82%;焊缝区中心区域显微硬度高于热影响区及母材区显微硬度。结论 当热输入为125 J/mm时,在TC4钛合金激光焊下,可获得成形美观、性能优良的焊接接头。     

基于正交试验的地下发电机层气流组织方案确定

本文采用正交试验和层次分析法的原理,对琅琊山抽水蓄能电站发电机层拱顶送风的气流组织进行模型试验研究。在给定3种送风量、2种送风方式和3种排风比例的送排风条件下,结合相关指标,进行正交试验分析,得出发电层气流组织最佳的组合方案。     

Physical Aspects of Process Control in Selective Laser Sintering of Metals

Direct selective laser sintering (SLS) is a layered manufacturing technique that can produce fully dense, functional components in high performance metals. In this review paper, a first step is taken towards identifying and understanding some of the important physical mechanisms in direct SLS. This study not only provides an insight into phenomena observed during direct SLS processing of a variety of metallic materials but also helps in selecting those materials that are most amenable to direct SLS processing. The physical mechanisms discussed include oxidation, non‐equilibrium wetting, epitaxial solidification, metal vaporization, and oxide purification. Understanding these mechanisms is crucial for the design of direct SLS machines, process development, and process control.     

渐进成形不同热辅助工艺对制件微观结构影响的研究进展

渐进成形作为一种先进的柔性成形技术获得了当今学者的广泛关注,然而传统渐进成形工艺难以对室温环境下整体延展性较差的板料进行加工成形,研究人员提出的不同类型热辅助工艺可以通过提高板料温度环境进而有效改善上述问题。对热辅助渐进成形体系进行了简要概述,按照渐进成形加热方式的不同将热辅助工艺分为热介质加热、电辅助加热、热辐射加热和其他方式加热4个大类,在此基础上综述了不同学者在热辅助渐进成形工艺方面的学术成果,并基于不同类型的热辅助工艺,结合微观层面总结了温度对板料成形性的影响。在热渐进成形加工过程中,材料处在多场耦合作用的复杂情况下,其中热场是导致板料微观组织变化的主要原因,辅助工艺提供的额外热源有利于材料组织发生演变,最终显著改善了材料的成形性,进而提高了零件的成形极限。最后,针对不同类型的热辅助方式在供热范围与温度均匀性等工艺方面不尽相同的问题,作出了简要评价。