快速超塑性的研究与应用

综述了高应变速率超塑材料种类、变形机理和应用技术的最新进展。高应变速率超塑材料主要是铝基复合材料及铝合金,最近,对镁合金、纳米材料、钛合金高应变速率超塑性能的研究也已开始。高应变速率超塑性在工业中的应用已经起步,例如快速超塑成形技术、一模多件技术等,可以实现中等批量、甚至大批量生产,但是主要集中在铝合金上。未来激光辅助超塑成形技术、电塑性辅助超塑成形技术值得期待。     

Fe_(78)Si_9B_(13)/Ni层状复合材料的制备及其拉伸性能

采用脉冲电沉积的方法制备了Fe78Si9B13/Ni层状复合材料(Ni-Fe78Si9B13-Ni三层结构)。用SEM和TEM对层状复合的微观组织进行观察,Ni层的晶粒尺寸平均约为50 nm,非晶层和纳米Ni层具有良好的界面结合。Fe78Si9B13/Ni层状复合材料的室温断裂强度达到2090 MPa,断裂伸长率达到8.5%,其伸长率远大于单相Fe78Si9B13非晶带的伸长率(1.39%);在450℃高温拉伸,复合材料的延伸率达到了115.5%,远大于单相非晶带的高温延伸率(36.3%),实现了通过制备层状复合材料来提高非晶带塑性的目的。     

塑料板材热成形过程沽维温度场的有限元分析

塑料板材热成形过程中,温度通过影响流体粘度流动行为指数对塑料板材的变形为有较大的影响。结合变形计算的刚粘塑性有限元公式、粘度计算的阿雷尼厄斯（Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ）方程的威廉斯（Ｗｉｌｌｉａｍｓ）方程以及温度场计算的加权余量Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元公式,开发了对塑料板材热成形过程的变形和温度场进行数值模拟的三维有限元软件。求解塑料板材热成形过程三维温度场香,采用六面体单元,对热传导的动态边界条件、变形     

紧急控制中不同资源的响应速度研究

现代电力系统对紧急控制提出更高的要求,同时也为紧急控制提供了更多样化的资源。这些多样化资源的响应特性有着明显区别,需要在具体使用时予以考虑。分析了电网中不同资源的基本结构以及其数学响应模型,并研究了紧急情况下资源的控制模型。最后,基于DIgSILENT/PowerFactory软件搭建了含多资源的两区域电网模型。仿真结果也表明,紧急情况下资源响应速度特性的不同给系统频率带来不同的控制效果,验证说明了含多资源的电网中考虑资源的响应速度特性对制定紧急功率控制策略和控制电网频率有着重要意义。     

微注射成型聚丙烯微结构件缺陷分析

通过微注射成型制得了聚丙烯微结构件，微结构部分是直径为130μm、高度为250μm的微型圆柱。分析了模具温度、注射压力、保压时间及模具抽真空对微零件填充性能的影响。研究发现，在不恰当的工艺参数下，微圆柱会出现以下缺陷：填充不足、表面粗糙、烧蚀、中空等。通过实验得到了合理的工艺参数，即在模具温度为90℃、注射压力为100MPa、保压时间为3S、模具抽真空的情况下，微结构部分可以得到完全填充，且没有以上缺陷。     

Al2O3-ZrO2复相陶瓷压缩变形织构及其对组织性能的影响

采用真空热压烧结法制备了3Y-ZrO2/Al2O3细晶复相陶瓷,对其致密块料进行了高温压缩变形,分析了材料变形前后的显微组织和力学性能.结果显示,XRD及X射线极图显示压缩变形后的陶瓷材料具有明显的织构特征,最大织构强度达到7.3.织构化陶瓷的弯曲强度,断裂韧性和维氏硬度值随应变量的增加呈逐步增大的趋势,最大值分别为933.8MPa,10.4MPa·m1/2和20.4GPa.当真应变很高(1.72)时,力学性能呈现一定幅度的降低趋势.分析表明织构化可以大幅提高材料的力学性能,同时极高变形量下形成的粗化晶粒和大尺寸空洞又导致力学性能的降低.     

计及低频采样用电量信号的电器运行情况识别方法

电器运行情况识别是负荷分解的一个重要研究方面。为克服低频采样下功率信号信息量低的问题,将用电量信号引入用于电器运行情况识别。首先基于用电量信号,估计采样点间有功功率曲线走势,重构负荷总有功功率信号。再结合人们用电习惯确立电器设备运行应满足的约束条件,利用整数规划法对重构的总有功功率信号进行电器运行情况识别。数值模拟结果表明,与不考虑用电量信号的算法相比,所提算法能在一定程度上复原电器设备在采样间隔内的投切动作,对于电器运行情况识别准确率更高。     

纳米多晶体Ashby-Verrall超塑性模型的分子动力学模拟

应用分子动力学方法以纳米晶铝为例模拟了纳米多晶体的Ashby-Verrall超塑性模型的变形过程。在OK～400K的温度下,大倾角的晶界较容易开动,符合Ashby-Verrall模型;但小倾角的晶界难于开动。温度升高至600K,纳米晶粒界面熔化,产生微液相,较小倾角的晶界也可随液相流动而开动;晶粒随着液相的流动旋转到有利于滑移的方向,完成Ashby-Verrall模型的变形。此时单个晶粒的变形机制符合Gifkins的“心部和表层”模犁。     

超塑成形理论与实践——王仲仁教授在超塑性研究领域的贡献

回顾了王仲仁教授在超塑性研究领域的一系列重要研究成果。Sn-Pb共晶超塑性材料薄壁管复合加载实验表明,在复杂应力状态下超塑材料遵守Mises屈服准则,并与Tresca屈服准则也接近,给出了超塑材料在应变速率强化条件下的屈服轨迹;研究了超塑变形过程中晶粒和孔洞的长大规律及其对变形中流动应力的影响,导出了包含晶粒长大和孔洞长大影响的超塑性本构关系;提出了测定超塑材料摩擦系数的理论校准曲线和应变速率敏感性指数的变截面拉伸试验法;开发了带有动凸模的微机控制的1000kN超塑成形机,研制了当时国内最大的微机控制的5000kN超塑成形机;在模具型腔超塑成形研究方面,成功挤压了130型汽车连杆锻模,是迄今为止尺寸最大的超塑成形模具钢型腔。     

轧制镁合金超塑性和超塑胀形

对轧制态MB15镁合金进行了超塑性拉伸实验 ,结果表明 :晶粒尺寸为 5 .9μm的MB15镁合金板材 ,在温度为 5 73K、初始应变速率为 5 .5 6× 10 -4s-1的变形条件下 ,获得的最大延伸率为 30 9% ,应变速率敏感指数为0 .34;当真应变为 0 .3时 ,试样的晶粒尺寸为 4 .5 μm ,说明在拉伸初始阶段轧制镁合金可以获得细晶组织 ,同时发生了部分动态再结晶。利用扫描电镜观察断口发现典型的超塑性空洞形貌特征。通过胀形实验可以看出 ,该镁合金板材的超塑成形性能好 ,具有良好的超塑性成形应用潜力