方形坯料深拉延压边力控制方法及模具结构

采用方形坯料深拉延圆筒形件是一项新技术。在拉延过程中，将方形坯料压边区域分成两部分，一部分为直边压边区，另一部分为角部压边区，控制角部压边力小于直边压边力，使金属从角部到壁部的流动量增大，因而能使大量角部金属流向壁部，提高材料利用率。本文研究了方形坯料深拉延圆筒形件压边力控制方法，并设计了模具结构．经过实验验证，模具结构合理、简单、适用。     

关于滑移线场α族线与x轴夹角ω的探讨

本文综合分析了滑移线法求解变形力时α线与x 轴夹角ω在汉基应力方程中的几种形式, 提出了α线与x轴夹角ω以及汉基应力方程中ωab 的确定原则。即对于两点 A、B, 确定α线与x 轴夹角ω原则是满足|ωab | =|ωa-ωb|<π,在确定A、B两点的ωa 和ωb 时应该遵循的原则是: (1) ωa 和ωb 同时沿逆时针或顺时针; (2) |ω|<π。如果条件 (1) 不能满足|ωab|<π, 则采用条件 (2) 来满足|ωab|<π。     

基于DEFORM3D二次开发的塑性成形过程组织演化模拟

金属热成形方法可以有效改善产品的综合机械性能,利用有限元模拟可以为控制锻造和产品质量提供理论依据.在Deform3D的热力耦合刚粘塑性有限元模拟技术的基础上,进行了微观组织演化的二次开发,可以扩展有限元软件的组织模拟能力,并利用该方法对20CrMnTi钢镦锻热成形过程进行了计算机模拟,得到了热力参数的分布状况和内部晶粒度变化的规律.通过摇臂轴的镦锻成形模拟证明了组织模拟能够为工艺改进提供理论依据.     

基于CA法的高温合金IN690管材挤压变形动态再结晶组织演变规律研究

采用元胞自动机(CA)方法对高温合金IN690管材挤压变形过程中动态再结晶组织演变规律进行了数值模拟研究。确定了位错密度模型、回复模型、形核模型、晶粒长大模型等。分析了挤压变形过程中动态再结晶的过程,得到了变形过程中的晶粒形态、分布、取向和尺寸。结果表明,在相同挤压比条件下,管壁外部的平均晶粒尺寸小于管壁中部;在管材的相同部位,随着挤压比的增大,平均晶粒尺寸减小。平均晶粒尺寸的数值模拟结果与实验结果的相对误差小于16.6%。     

AZ31镁合金板材等温弯曲实验研究

对AZ31镁合金板材的等温弯曲变形过程进行了数值模拟,分析了其变形特点以及金属流动规律,确定了合理的变形参数,即弯曲凸模半径为8 mm,凸模间距为38 mm。同时,研制了AZ31镁合金板材的等温弯曲实验装置,并对AZ31镁合金板材在不同变形温度下进行了不同道次的等温弯曲实验研究,分析了镁合金板材微观组织的变化规律。AZ31镁合金板材经过等温弯曲变形后,其室温伸长率达到17.1%,而原始AZ31镁合金板材的室温伸长率为12.4%,提高了42%。     

热挤压AZ80镁合金管材的组织与力学性能

对AZ80镁合金管材的挤压工艺进行研究,对挤压前后材料的组织与力学性能进行分析。结果表明,经过热挤压后,镁合金的晶粒细化,力学性能有较大提高。晶粒尺寸由挤压前铸态的28μm细化到挤压后的4μm,抗拉强度由162 MPa提高到265 MPa,屈服强度由74 MPa提高到180 MPa,伸长率由4%提高到14%。随着挤压比的增加,晶粒细化明显,伸长率和屈服强度增加。对于挤压AZ80镁合金管材,合理的挤压工艺参数：挤压比为18.2,坯料温度为390℃,模具预热温度为360℃,挤压速度为1 mm/s,凹模锥半角为60°-70°。     

ZK60镁合金管材热挤压成形组织演变规律

采用数值模拟和试验方法研究了变形镁合金ZK60管材挤压成形组织演变规律。根据材料热模拟试验结果,得到了ZK60镁合金动态再结晶组织演变的Yada模型中的相关系数。结果表明,当挤压速度增大时,挤压管材晶粒尺寸减小,变化规律接近线性。当挤压温度增大时,挤压管材晶粒尺寸增大。挤压比增大时,晶粒尺寸减小。晶粒尺寸数值模拟结果与试验结果吻合,最大相对误差小于16%。当温度在300～360℃时,ZK60镁合金发生了完全动态再结晶,晶粒较小且组织均匀,平均晶粒尺寸是原始晶粒尺寸的38%。     

挤压凹模型面对镁合金管材挤压力的影响

采用MSC.Marc软件对不同凹模型面管材挤压成形过程进行数值模拟,分析半模角α和凹模曲面形状对挤压力的影响,并通过镁合金管材挤压实验进行验证。研究发现,随着半模角α的增大,曲面模的挤压力有变小的趋势;当半模角α在60°~70°范围内,锥模的挤压力最小,材料利用率也最高。     

IN690高温热变形本构关系

使用Gleeble-3800型热加工模拟实验机,在温度1000~1200℃、应变速率1~80 s-1、最大变形程度为70%的条件下对IN690高温合金的流动应力进行高温等应变压缩实验。分析了流动应力与工艺参数之间的关系,并基于Arrhenius方程对所得的实验数据进行处理,构建出了该材料的本构关系方程。误差分析结果表明,该本构方程最大相对误差为18.1%,平均相对误差为8.2%,具有较好的精度,可适用于实际应用。同时通过线性回归的方法计算出该材料的应变激活能、应力指数等数值,为IN690高温合金数值模拟提供参考。     

拼焊板深拉延成形模具结构及实验研究

设计了拼焊板拉延成形模具结构，并对相同材料不同厚度的拼焊板方盒形件拉延工艺进行了实验研究，分析了拼焊板方盒形件拉延后焊缝移动规律及壁厚变化规律。实验结果表明，盒形件底部焊缝向厚板侧移动、侧壁处焊缝向薄板侧移动的焊缝移动规律。