航空航天复杂构件的精密塑性体积成形技术

综述了航空航天复杂构件的等温锻造、局部加载和多向模锻3种精密塑性体积成形技术。对等温锻造技术,重点介绍了其应用范围与3个主要的研究方向(坯料设计、工艺参数设计与模具结构设计);对局部加载技术,着重论述了其变形特点以及不连续局部加载的3种实施方式(简单冲头式、垫板式和分模式),并结合实例介绍了连续局部加载的3种成形方法(内壁带筋的薄壁圆环径向包络成形、涡轮盘辊轧成形和网格筋板构件辊轧成形);对多向模锻技术,简要阐述了典型三通件多向模锻成形的研究现状,以及多向模锻技术的应用情况。最后,对这些技术未来朝着尺寸更大、形状更复杂、更难变形材料、更高成形精度以及更多领域的方向发展进行了展望。     

铝锂合金薄板微结构辊压微成形缺陷及其电致塑性效应数值模拟研究

目的 研究微结构形状及尺寸、压下量、温度、电流强度和电流路径对电流辅助辊压成形的影响规律,分析辊压过程中多物理场耦合行为,探究电致塑性效应对辊压成形的作用机理,并以此来解决薄板微结构形性协同控制关键问题。方法 采用ABAQUS建立微结构辊压有限元模型,通过辊压成形数值模拟方法进行相关研究。首先设计了三因素三水平正交试验,探究了沟槽形状、沟槽深度、压下量对成形效果的影响。其次通过改变电流大小、对比辊对辊(R2R)和辊对板(R2P)2种电流路径、对比电流辅助辊压和等温辊压模拟试验来依次探究电流强度、电流路径、电流的非热效应对铝锂合金薄板微结构辊压成形过程中微结构填充率与板材翘曲高度等辊压成形缺陷的影响规律。结果 在R2R电流路径下,电流分布于整个板厚空间,而在R2P电流路径下,电流主要分布于材料表面,2种路径下的温度与应力分布相似,但R2R下的峰值温度略高,约高20 ℃;峰值应力略小,约小35 MPa。当压下量与微沟槽宽度越大、沟槽形状越接近矩形时,辊压填充高度和翘曲高度均越大。在相同温度下,与等温辊压相比,电流辅助辊压微结构填充高度更高。三角形微沟槽在100 A、30%压下量时的辊压填充高度提升率高达7%。在等温辊压下,微结构填充时的塑性流动主要分布于表层;而在电流辊压下,微结构填充时的塑性流动在整个板厚范围内分布得较为均匀,且应力集中不明显。温度对辊压微结构薄板翘曲程度的改善作用较小,电致塑性效应大幅改善了微结构薄板辊压翘曲程度,翘曲高度减小约70%。结论 从焦耳热均匀性角度来看,电流路径选择R2R更优。通过改变压下量、微沟槽宽度与形状可以改变微结构辊压成形效果。相较于等温辊压,电流辅助辊压可以提高辊压填充高度、减小板材翘曲高度,故其成形效果更好,说明电流非热效应可以促进辊压成形的进行。     

基于微塑性成形的微型零件批量制造技术

针对微塑性成形工艺的特点,选择压电陶瓷作微驱动器,研制出微塑性成形专用设备,实现了在较小位移内获得较大输出载荷.使用研制的设备开展微型零件成形工艺研究.对微型齿轮件的成形质量进行分析表明,微型齿轮齿面光滑,表面质量好;在横截面上流线与齿轮轮廓一致,利于提高成形件的综合机械性能.使用3003铝合金箔板研究了微型杯的拉深成形工艺,分析了工艺参数对微拉深成形的影响规律,成功的拉深出最小外径为1mm的微型杯件.以上结果表明,微塑性成形技术能够批量地成形出高质量的微型零件.     

基于灰度直方图的场景转换的检测算法

提出了一种基于灰度直方图的场景转换检测算法,可以由灰度直方图的变化判断是否发生了场景转换。灰度直方图算法有效避免了直方图法的漏检问题和灰度图法的误检问题,同时采用双阈值法提高了检测效率。实验表明,该方法简单有效,且识别准确率较高。     

塑性变形对BT20钛合金焊缝组织和力学性能的影响

分析塑性变形对BT20钛合金焊缝组织和力学性能的影响。试验采用钨极氩弧焊对接焊形式对BT20钛合金施焊;焊接接头的塑性变形试验在油压机上进行,变形过程中采用了双保温措施。结果表明：钨极氩弧焊是一种适合BT20钛合金的焊接方法,在其它焊接参数一致的情况下,电流越小,焊接质量越好;塑性变形加退火可显著改善BT20钛合金焊缝的材料组织、细化晶粒,提高焊缝金属材料的力学性能。     

基于三坐标测量数据的点云曲面重构

基于CMM测量数据,针对鼠标数据的特点,进行了边界拟合、特征识别、分片重建、光滑拼接等技术的研究.利用三次B样条拟合边界曲线,利用微分几何方法进行曲面特征的识别与分割,利用拉伸及放样法进行曲面片重构,最后进行曲面片相交、剪裁、过渡完成最终的鼠标模型.     

厚壁管低熔点塑性介质挤胀成形实验研究

采用低熔点塑性材料作为传力介质挤胀成形厚壁空心构件，研究了空心构件低熔点塑性介质挤胀成形机理和主要影响因素，分析了低熔点塑性介质挤胀管坯的成形过程和壁厚分布规律．研究结果表明：低熔点塑性介质挤胀成形时管坯和塑性介质两种材料同时发生塑性变形，管坯的变形流动是塑性介质的内压和冲头轴向挤压共同作用的结果；轴向压力和径向内压力的匹配关系是低熔点塑性介质挤胀成形工艺的关键；管坯胀形区的壁厚有较大的减薄，但与自然胀形相比壁厚减薄的程度较小。     

带径向扭曲叶片转子精密塑性成形技术的研究

设计了一套带有组合凹模的等温闭塞式成形试验模具，利用模拟试验方法研究了模具形状、坯料形状和成形力等对金属变性流动规律的影响。研究结果表明；采用等温成形和闭塞式成形复合技术可以整体精密成形带径向扭曲叶片的转子锻件；利用组合凹模结构能够解决转子锻后的顺利脱模问题，等温变形条件使薄而长的铝合金叶片的成形性大大提高，而锥底凸模和分流原理可以有效地降低模压力和提高金属充填模腔能力，所成形的锻件的叶片部分接近零件的形状和尺寸，金属的流线方向完全沿零件的几何外形分布，可以有效地提高构件的强度。     

金属体积成形过程三维刚塑性有限元模拟技术的研究

本文对三维刚塑性有限元模拟分析过程中有关技术问题进行了系统的研究。对三维数值模拟中存在的关键问题提出了有效的算法和处理技术，开发了相应的三维模拟软件系统。并以筒形机匣精锻成形为例对金属体积形成过程进行了模拟，计算结果表明所提出的方法和软件系统是可靠的。     

热变形参数对LD7铝合金显微组织的影响

在Gleeble-1500热模拟试验机上对LD7铝合金试样在变形程度为60%、变形温度为360～480℃、变形速率为0.01～1s-1的条件下进行等温压缩试验,然后对其进行固溶处理.分析热变形参数对合金固溶后显微组织的影响,可以得到如下结论:LD7铝合金的晶粒尺寸随温度的升高而增大,随变形程度的增大而减小,随变形速率的增大而减小.