基于曲面拟合的复杂变形测量

在图像匹配的基础上,采用曲面拟合法对变形前后的两幅图像进行亚像素特征点的匹配,由曲面拟合法测量出应变方向上的亚像素位移后,再按照网格法中的应变计算方法将位移转变成应变.实验结果证明了该算法的可行性.     

凹模半锥角对拉拔件机械性能影响的初探

拉丝、拔管、变薄拉延等压力加工方法都是通过锥形凹模缩小工件直径或减薄其壁厚的。目前计算这些工序的真实应变量时都是用变形前后面积之比取对数的方法求得的,如要求得变形后工件的机械性能,则按这一真实应变值查真实应力曲线便可得到。然而,在实际生产中,用这个方法求得的材料机械性能要比实测的工件机械性能低得多。在寻找原因时,一般总认为是材料的真实应力曲线不准确(偏低)所致。因此有人就采用根据各自的实测结果归纳出真实应力应变关系的经验公式。其实,理论计算结果偏低的原因是因为忽视了这样一个     

基于等效等时应力应变曲线的燃气涡轮叶片多工况蠕变计算

基于等时应力应变曲线理论,提出了一种可用于计算多工况的等效等时应力应变曲线蠕变计算方法。运用该方法计算了某航空发动机燃气涡轮工作叶片,在先后经历4个状态(共150 h)持久试车工作状态后的残余变形,并将变形结果与其他蠕变计算方法以及真实发动机叶片经过150 h持久试车后的计量结果进行了对比分析。分析结果表明,与其他蠕变方法相比,本文作者提出的基于等效等时应力应变曲线蠕变计算方法在保持计算精度的同时,进一步提高了计算效率,更具有工程实用价值。     

大型真空室焊接部件焊接变形预测与控制方法

真空室焊接部件在焊接过程中会产生较大的焊接变形,采用合理的焊接顺序及施加外部性约束可以在焊接过程中控制焊接变形. 根据固有应变理论给出了不同焊接接头固有应变的计算方法及应变在软件中的施加方法. 对真空室PS1段的四种焊接方案在无外部约束时的变形情况进行研究,根据无外部约束时PS1段的变形情况,确定了最优焊接顺序方案,制定了外部约束施加方法,并对有外部约束时PS1段的焊接变形进行计算. 结果表明,不同的焊接顺序其变形量不同,施加外部约束能够使焊接变形量明显减少,为实际加工生产提供了理论参考依据.     

无网格法及其在金属塑性成形中的应用*

介绍了SPH, RKPM和EFG等几种无网格法的研究进展及其在金属成形问题中的应用情况, 以及无网格法在求解过程中与有限元的主要区别, 最后以平面应变镦粗过程为例, 并和有限元法对比, 说明无网格法在求解金属成形大变形问题中的优越性和存在的主要问题, 并提出今后发展的方向。     

AZ31镁合金热变形动态再结晶晶粒尺寸预测模型

采用热模拟实验方法获得了AZ31镁合金热变形真实应力-真实应变曲线，分析了变形工艺参数对AZ31镁合金热变形动态再结晶晶粒尺寸的影响规律。随着塑性变形应变速率的增大，动态再结晶晶粒尺寸减小。随着塑性变形温度的升高，晶粒尺寸增大。基于Yada模型，建立了AZ31镁合金热变形动态再结晶晶粒尺寸与变形工艺参数关系模型，以及动态再结晶临界应变与变形温度关系模型。晶粒尺寸预测模型计算值与实验值相吻合，最大相对误差为8.5%。临界应变模型计算值与实验值相吻合，最大相对误差为8.1%。建立的动态再结晶晶粒尺寸预测模型和临界应变预测模型的适用条件为变形温度250～400℃,应变速率0.01～1.0 s^-1。     

AZ31镁合金管材挤压过程的数值模拟

采用Gleeble1500热模拟机对于不同温度和变形速率下的AZ31镁合金的变形性能进行了研究。通过实验得到真实应力的关系式及真实应变关系式，进而得到真实应力-应变曲线。以此为基础，采用DEFORM-3D软件，对不同壁厚管材的成形的过程进行模拟，发现在挤压时，管材内壁的金属比外壁的金属流动快，挤压筒与圆锥面过渡处的等效应变值最大等现象，分析了产生的原因，并通过工艺试验验证了模拟分析的正确性。     

锥形件拉深变形过程研究

本文对锥形件拉深变形过程进行了分析，并通过坐标网格法探讨了变形过程中的应力应变分布及应力分界圆的变化情况，指出了在锥形件拉深变形过程中整个坯料都是变形区，揭示了随着拉深过程的进行，零件破裂和起皱的趋向性都是增加的。     

对真实应力—应变曲线的研究

在以往的金属塑性变形计算中,一般都假设材料是理想的塑性材料,这虽然给计算带来了很大方便,但同时也给运算结果带来了很大的误差。这是因为大多数材料并非理想的刚塑性材料,在变形过程中都有加工硬化的存在,随着变形程度的不断增加,其等效应力在不断变化。因此,为了使计算结果更接近实际、更准确,就必须正确地写出变形过程中真实应力—应变变化曲线的函数关系表达式。王常用的几种表达式目前由试验所得的真实应力—应变曲线一般都不是简单的函数关系,但为了应用方便,通常可采用以下几种表达式表示：S=Bε"（1）式中S──真实应…     

斜轧穿孔过程的刚塑性无网格法数值模拟

斜轧穿孔工艺由于材料变形剧烈,涉及大量的材料非线性、几何非线性和接触非线性,而且在穿孔过程中金属伴有坯料晶粒翻转,其变形过程极其复杂。金属变形的剧烈和流动的复杂性,给斜轧穿孔过程的求解带来了难度。该文结合刚塑性材料流动法则,采用无网格法对斜轧穿孔过程进行数值模拟,分析了穿孔过程中金属的流动规律、力能参数、应力应变规律。实验结果与模拟结果较为吻合,证明该文方法具有可行性和有效性。     

汽车起动齿轮冷挤压过程金属流动规律研究

采用网格法对汽车起动齿轮在冷挤压过程中不同阶段金属的流动状态及应变分布状态进行了物理模拟研究，分析了模具的不同结构和参数对齿轮挤压变形的影响，提出了改善金属流动均匀性以提高产品质量和模具寿命的措施。     

用嵌入螺柱法测量金属体内塑性应变分布

为解决传统塑性应变测试方法无法有效地测量体积成形中金属体内应变分布的问题,提出了一种测量金属塑性应变的新方法.其原理是将工件加工成内部嵌入螺柱的组合件,对组合件进行塑性变形,测量变形后组合件内部的螺纹界面的变形,进而计算相应位置上的应变.该方法可以定量给出变形体内部的应变分布,与传统的坐标网格法相比,具有不需要剖分工件、不改变应力状态的优点.该方法可应用于镦粗、挤压、模锻等塑性变形工艺中金属变形流动行为的研究.     

基于拉格朗日与牛顿算法的无创变形测量

在传统网格法变形测量基础上,提出基于图像匹配技术的无创变形测量方法.对传统的图像匹配算法进行改进,并采用基于拉格朗日插值与牛顿法的算法进行亚像素位移测量,综合应用虚拟网格的思想与数字图像匹配技术来实现位移与应变的测量,并与网格法进行比较.实验结果表明,采用该算法明显地提高了测量精度与速度.     

In718合金锤击锻造过程中的本构方程

采用对复杂的多道次变形的应力－应变曲线进行简化的新思路,建立了能反映Ｉｎ７１８合金高应变速率锤击锻造过程中的应变、变形速率、变形温度、变形道次与间隙时间等参数间综合影响的本构方程。借助有限元计算方法实现了工业涡轮盘高应变速率锤击锻造过程的数值模拟。     

用平面应变滑移线场理论解轴对称挤压问题的研究

如何将平面应变滑移线场理论推广应用于轴对称问题,是当前研究的一个课题,许多学者在这方面作了一些努力,但几乎结果都不够理想,尤其是轴对称复合挤压。本文通过较多的试验,发现在轴对称复合挤压变形对和对平面应变复合挤压研究[1]一样,存在6种可能的滑移线场,随着坯料相对高度的变化,滑移线场可能要进行转换。本文在进行变形力、变形规律的计算时采用了一种新的方法——映射法,从而保证了速度边界的一致,经过一定的变换,使轴对称问题成为平面问题。这样转换的结果符合滑移线场随坯料相对高度的改变而变化的规律,其变形力、挤出量与实验结果较为一致。本文考虑了轴对称挤压的硬化现象,采用类似于拉伸变形强化的办法计算其真实应变,从而计算k值。9组实验曲线与计算结果的比较表明,这种计算方法是可行的,而且计算曲线的趋势与实验曲线一致。     

22Cr-5Ni-3Mo-N高合金钢热变形行为研究

研究了22Cr-5Ni-3Mo-N高合金钢在热压缩过程中不同变形温度和变形速度下的热变形行为,并建立了双曲正弦函数、幂函数和指数函数本构方程。结果表明,在一定的变形速度范围内,在相同的应变和变形速度条件下,随着变形温度的提高,流变应力下降;在相同的应变和变形温度条件下,随着变形速度的提高,流变应力增加;但是当变形速度达到50/s时,应力应变曲线呈现波动状态,发生了塑性失稳。并且,双曲正弦函数、幂函数和指数函数本构方程的相关系数分别为0.998、0.984和0.979,表明双曲正弦函数型本构方程计算应力值与实验真实值最吻合。     

板料成形应变计算机视觉测量中的网格应变计算方法

本文介绍了几种常见应变测量用的网格及其应变计算方法 ,提出了适合板料成形应变计算机视觉测量的基于欧拉法和应变增量理论解析的方网格计算方法。该方法对网格按对角线划分三角形并按变形后的网格建立坐标系统 ,由拉形比和边长的关系直接计算出主应变的方向 ,进而求出真实应变、工程应变和等效应变。     

薄板冲压大变形起皱的局部无网格法数值模拟

以有限元理论及方法为基础的CAE技术在冲压工艺分析中发挥了巨大作用,解决了许多以前靠解析方法和实验无法深入研究的问题。但是由于单元网格带来的一些缺陷,在模拟形状、边界条件复杂的板料冲压过程时遇到了困难。文章针对有限元方法在板料冲压大变形起皱情况下数值模拟的不足,研究局部无网格法计算,即在发生起皱大变形区域采用无网格伽辽金方法,其他区域仍用有限元方法,有效地平衡了计算精度与计算效率的矛盾。通过算例分析效果很好,对于提高冲压CAE软件的实际应用能力有重要意义。     

挤压过程自适应耦合无网格-有限元法数值模拟

提出面向金属体积成形过程的自适应耦合无网格-有限元法,阐述了实现自适应耦合的具体算法,及有限元区域与无网格区域的双向动态转换。在数值计算过程中,对发生畸变的有限元区域,将其转换为无网格区域;对已经脱离主变形区的无网格区域,将其转换为有限元区域。该方法保证了只在需要的地方实施无网格法,既能避免有限元法带来的网格重划分,又能有效克服纯无网格法计算效率低下的缺陷,充分发挥耦合方法的优势。采用自适应耦合方法对轴对称复合挤压过程进行数值模拟,与有限元法计算结果对比,验证了该方法的正确性和有效性。     

锻比、相对变形量与对数应变

针对目前总锻比计算公式不一致的现状,对比了锻比、相对变形量和对数应变的定义和计算公式,导出了3种变形量指标的转换公式,提出用对数应变计算分变形量和总变形量的设想.给出了锻比与对数应变的相互关系和多工序锻造过程变形量的计算实例.指出采用对数应变计算变形量更科学.